收藏本站
《合肥工业大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

数控车削多面体机床的运动机理及其样机设计研究

徐林森  
【摘要】:在工程设计中,一些机械零件,为了满足其所需的工作性能要求,截面形状常设计成非圆形,如多面体、凸轮轴、曲轴、活塞等。与常规的圆截面零件相比,非圆截面零件在特定场合下具有独特的优越性。 随着生产的不断发展,非圆截面零件所占的比例日益增加,为了达到性能要求,其加工精度要求也随之提高,而相应的非圆截面零件紧密高效加工技术也成了当今加工技术研究的热点。 在回转体上加工多面体,由于精度要求高,加工面积小,一般难以加工,用车削的方法加工多面体,可以保证加工的效率和精度。本文运用矢量建模的方法,利用相对螺旋运动的知识对车削多面体的运动机理进行了研究,提出了三种车削多面体的方案,即:径向变速运动车削、变角速度车削和近似车削。为了比较各方案的优缺点,选择最合适的方案进行切削试验,对各方案的车削过程进行了仿真,得知近似车削是可行的方案,并对近似车削多面体的刀尖轨迹曲线进行了研究,计算出车削的误差。在此基础上,提出了多刀车削的方案,并对多刀车削的误差进行分析。 根据近似车削多面体的运动要求设计了车削多面体的样机的整体结构。根据车削多面体的运动机理,要给车刀增加一个旋转的运动,因此设计了一个动力头,由电动机直接驱动刀盘旋转。在动力头中,刀具轴是最重要的部件之一,所以对其进行重点分析。建立了其动力学模型,并计算出了其支承的刚度和阻尼。用有限元分析的方法,采用三维8节点等参单元对刀具轴的动力特性进行了分析计算。 根据有限元分析的内容,分析了原来设计的刀具轴存在的问题,分析了刀具轴跨距、刀具轴前端质量以及其轴向尺寸变化对其静、动特性的影响,对刀具轴部件的结构进行了动态改进设计。 根据数控机床设计方法及理论,结合车削多面体的运动机理,进行了样机的工艺范围及其总体方案设计,确定了机床的主要参数。进行了车削多面体的样机的试制,并为动力头选择了合适的电动机。采用基于DSP技术的多轴运动控制器对样机的各轴进行实时的运动控制,设计了车削多面体机床的数控系统及主传动系统。 最后在多刀车削误差分析的基础上,得出有工件半径和误差表示的刀尖回转半径的表达式,取正四边形棱柱为例,进行了工件的试切,验证了车削多面体公式的正确性。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG519.1

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 史雷;钱瑞明;胡昌军;;径向槽回转切削运动学及加工误差分析[J];中国制造业信息化;2009年01期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王文博,阎敏;行星轮系的旋轮线和图案设计[J];北京服装学院学报;1994年01期
2 胡如夫,吴南星,孙庆鸿;机械结构虚拟优化设计技术与应用研究[J];中国工程科学;2004年10期
3 汤文成,易红;工程结构优化设计的策略[J];工程设计CAD及自动化;1997年03期
4 梁建成,李圣怡,温熙森,杨叔子;机床智能加工的体系结构[J];国防科技大学学报;1994年02期
5 宋健;制造业与现代化[J];机械工程材料;2003年01期
6 王传薄,张洪田,刘志刚,张天元,陈泽智,孙宏伟;船舶轴系动态特性的实验与理论计算的综合分析[J];哈尔滨工程大学学报;1995年02期
7 赵韩,徐林森,田杰,张栋;数控车削槽机床的运动方程及其仿真研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年10期
8 李敬祥;动态规划法进行结构优化设计[J];海河水利;1995年05期
9 盛伯浩 ,唐华;数控机床技术发展浅析[J];航空制造技术;2002年06期
10 杜蛟;机床主轴系统的动态优化设计[J];机床与液压;1994年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林瑶明;林凡;;L形剪力墙下扩展基础受力分析[J];四川建筑科学研究;2007年03期
2 王立涛,何慧娟,龚建成;应对21世纪制造业进程的我校机械学科发展策略[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年01期
3 夏红兵;;平面问题与薄板弯曲问题统一性教授方法的探讨[J];安徽科技学院学报;2007年06期
4 史长虹,汪劲松;用于微电子制造的高速高精度运动系统关键技术[J];半导体技术;2003年03期
5 辜志刚,谌永祥;三坐标数控机床误差补偿技术[J];兵工自动化;2004年02期
6 黄怡筠;衬里圆柱壳在热应力下的后屈曲平衡特性[J];兵工学报;1992年04期
7 胡小秋;徐诚;;面向武器装备动员生产的工艺过程重组技术研究[J];兵工学报;2007年09期
8 牛庠均,康柯辛;有限元法的收敛性条件及误差公式[J];北京工业大学学报;1991年02期
9 牛庠均,姚传玺,蒋友谅;定常温度场热弹性问题的广义变分原理[J];北京工业大学学报;1991年02期
10 牛庠均,蒋友谅,姚传玺;耦合热弹性理论的广义作用量原理[J];北京工业大学学报;1991年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵韩;徐林森;田杰;张栋;;浅析数控机床技术发展[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 舒赞辉;韩秋实;;高速精密车削中心床身模态分析[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
3 林贤响;郑艳琴;唐学哲;杨托;翁泽宇;;某型平面磨床的动力学建模[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
4 徐广晨;翁泽宇;;基于能量平衡原理的机床动态性能研究[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
5 申向东;韩克平;;农业机械化学科研究生高等工程力学教学内容探讨[A];世纪之交的力学教学——教学经验与教学改革交流会论文集[C];2000年
6 朱政红;;快速原型/零件制造技术的发展[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2000年
7 李良伟;赵耀;张赣波;;船舶轴系试验台纵向耦合振动特性研究[A];中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集[C];2010年
8 闻邦椿;韩清凯;;产品设计的重要性与面向产品总体质量的综合设计法[A];中国科协2003年学术年会大会报告汇编[C];2003年
9 张幼安;;机载雷达天线座运动干涉问题分析[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
10 杨小琴;刘大成;程立辉;;基于Web的远程设备监控系统[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭庆勇;非保守系统Fourier卷积型拟变分原理研究及应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 周平;柔体动力学初值问题拟变分原理及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 魏要强;基于空运行激励的数控机床结构实验模态分析新方法[D];华中科技大学;2010年
4 许兰贵;变壁厚大锥度薄壁铝罐成形关键技术的研究[D];华南理工大学;2010年
5 宋新玉;镍基合金Inconel 718高速切削刀具磨损机理研究[D];山东大学;2010年
6 韩书谟;1100kV GIS中SF6断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
7 凌四营;超精密磨齿中的机床精化及磨齿工艺研究[D];大连理工大学;2011年
8 沈春根;高速加工工具系统的动力学特性及应用基础研究[D];江苏大学;2011年
9 李月恩;模具钢高速球头铣削加工表面质量的研究[D];山东大学;2011年
10 张吉;高层建筑有限元计算软件主要环节改进研究[D];中国建筑科学研究院;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王茂军;轿车B柱下护板成型过程模拟及模具优化设计[D];安徽工程大学;2010年
2 崔树新;可重构动态集成测量方法研究[D];河南理工大学;2010年
3 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
4 宋留伟;复合随动平台分层优化设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 宫玉林;加工中心十字滑台结构优化设计及静刚度试验[D];大连理工大学;2010年
6 付润铭;瓦楞辊中凸曲线设计与接触性能研究[D];大连理工大学;2010年
7 王庆男;高精度插齿刀磨齿机减振与插齿实验研究[D];大连理工大学;2010年
8 刘玚;面向机身颤振模型的结构拓扑优化方法研究[D];大连理工大学;2010年
9 冯巧红;数控机床直线电机驱动运动控制算法仿真分析研究[D];合肥工业大学;2010年
10 杨大卫;切向车铣运动建模及理论表面粗糙度的研究[D];沈阳理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 赵韩,徐林森,田杰,张栋;数控车削槽机床的运动方程及其仿真研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年10期
2 胡昌军;钱瑞明;史雷;;基于回转车削的三面体加工运动学及误差分析[J];机械工程师;2008年05期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 胡昌军;刘孝光;史雷;钱瑞明;;基于VB的平面回转车削轨迹仿真[J];池州学院学报;2010年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郭松;刀具磨损引起的工件加工误差建模与补偿技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邱吉宝,王建民,谭志勇;运载火箭结构动力分析的一些新技术 第一部分:模态综合技术[J];导弹与航天运载技术;2001年02期
2 邱吉宝,王建民,谭志勇;运载火箭结构动力分析的一些新技术 第二部分:运载火箭结构动力学分析[J];导弹与航天运载技术;2001年04期
3 陈其泰;三叶多边形轴—轮毂联接的承载能力[J];工程设计;1994年01期
4 映霜;用成形插刀加工非圆形孔[J];工具技术;1995年01期
5 盛伯浩 ,罗振璧 ,俞圣梅 ,赵晓波 ,赵宏林 ,张建民 ,张文河;快速重组制造系统的构建原理及其应用[J];工业工程与管理;2001年01期
6 赵宏林,盛伯浩,张文河,徐洁兰;快速重组制造系统中的组态原理及其实现[J];工业工程与管理;2001年02期
7 刘阶萍,罗振璧,张书桥,刘世军,陈恳;制造系统全过程可诊断性测度的研究[J];工业工程与管理;2001年02期
8 刘艳凯,罗振璧,蒋任重;采用基于拟阵的贪婪算法优化RRMS的布局[J];工业工程与管理;2001年02期
9 蒋祖华,唐文献,赵良才;虚拟产品开发体系研究[J];华东船舶工业学院学报;1999年02期
10 王传溥;用有限单元法计算船舶轴系的横向振动[J];哈尔滨船舶工程学院学报;1983年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谷育红;;刀尖安装高度偏差对数控车削球面精度的影响[J];新课程研究(职业教育);2007年07期
2 裴利剑;姚永仲;;边坡稳定有限元法中泊松比的影响[J];昆明冶金高等专科学校学报;2009年03期
3 金国梁,陈安乐;结构可靠性分析中改进的Monte Carlo有限元法[J];大庆石油学院学报;1992年03期
4 赵韩;徐林森;吴焱明;张栋;;车削多面体运动的矢量建模及误差分析[J];农业机械学报;2007年04期
5 吴焱明,赵韩,徐林森,张栋;数控车削多面体的误差分析及其补偿[J];组合机床与自动化加工技术;2005年10期
6 ;机械加工、工具与机床[J];电子科技文摘;2006年01期
7 赵韩;徐林森;吴焱明;张栋;;固定轮系的旋轮线及在车削多面体中的应用[J];农业机械学报;2006年11期
8 詹艳然;吴乐尧;王仲仁;;数值方法在坯料尺寸计算中的应用[J];金属成形工艺;2002年02期
9 王伟;;丝杠磨削加工热变形误差分析[J];工具技术;2010年04期
10 李宾;李蓓智;杨建国;;浅析基于DEFORM的数控切削加工工艺参数优化[J];机械制造;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邵建新;江苏华;;电脑配料秤误差分析及控制[A];第二届全国称重技术研讨会论文集[C];2000年
2 王晋生;蔡光起;原所先;胡明;史家顺;;基于微分变换的机器人误差分析[A];企业应用集成系统与技术学术研究会论文集[C];2006年
3 朱德良;杨栋;;混凝土搅拌楼配料系统检测方法与误差分析[A];江苏省计量测试学会2006年论文集[C];2006年
4 谈格;;流量积算仪参数设置常见错误及其误差分析[A];江苏省计量测试学会2006年论文集[C];2006年
5 刘朝山;肖松;马涛;刘光斌;;基于双视场弹载星敏感器的姿态测量及误差分析[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
6 李昶;赵志根;熊华庚;;EXCEL在计算煤层气资源量中的应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2007年学术论坛专辑[C];2007年
7 朱林;;冷库用冷风机试验装置的研制及冷风机制冷量试验误差分析[A];全国暖通空调制冷1994年学术年会资料集[C];1994年
8 王金敏;韩永辉;周永旭;李乃华;;双螺杆泵试验系统管路设计及数据采集误差分析[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
9 魏可惠;于勇;;惯性仪表测速定位误差分析[A];中国惯性技术学会光电技术专业委员会第五次学术交流会暨重庆惯性技术学会第九次学术交流会论文集[C];2002年
10 王志;谢华锟;王贵成;;锥齿轮测量新方法的误差分析[A];江苏省机械工程学会第六次会员代表大会论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘霞;化学家研制出首个分子多面体[N];科技日报;2011年
2 南京林业大学包装工程专业 朱慧;多面体的生命力[N];中国包装报;2004年
3 记者 郑千里;我国率先开展遥感误差分析[N];科技日报;2001年
4 张树民;中和滴定与误差分析[N];山西科技报;2003年
5 记者 李东 周群;国家游泳中心竣工交付使用[N];中国冶金报;2008年
6 京编;以简驭繁是认识经济的重要法则[N];中国经济导报;2006年
7 钟;铝镇静钢中的非金属夹杂物[N];世界金属导报;2005年
8 雨村;包装的造型设计[N];中国包装报;2002年
9 苏宜伯;蓝“夜鹰”[N];中国国防报;2007年
10 王书亭;CAE促机电产品研发创新[N];计算机世界;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐林森;数控车削多面体机床的运动机理及其样机设计研究[D];合肥工业大学;2006年
2 赵少飞;复合加载条件下海洋地基承载力特性数值分析方法研究[D];大连理工大学;2006年
3 沈显峰;多组元金属粉末直接激光烧结过程数值模拟及烧结区域预测[D];四川大学;2005年
4 陈长冰;筒仓内散体侧压力沿仓壁分布研究[D];合肥工业大学;2006年
5 寇哲君;可扩展冲击—接触并行计算及其在汽车碰撞模拟中的应用[D];清华大学;2003年
6 李岩;大型电力变压器线圈电磁力和局部过热问题研究[D];沈阳工业大学;1995年
7 孙曦源;水平荷载作用下软土地基中桶形基础工作机理及承载性能研究[D];大连理工大学;2009年
8 谈梅兰;三维曲井内钻柱的双重非线性静力有限元法[D];南京航空航天大学;2005年
9 章跃进;旋转电机磁场计算数值解析结合法研究[D];上海大学;2005年
10 王刚;南海西北部陆架潮频内波生成过程的数值模拟[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 焦胜利;射影重建的误差分析[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 王征;电视收视率调查质量控制研究[D];对外经济贸易大学;2007年
3 雷隽卿;平面粘弹性体热—湿应力有限元法及应用研究[D];中国农业大学;2000年
4 程坤;PCR-80冷辗扩机模态分析及整机刚度多目标优化[D];合肥工业大学;2005年
5 李新;电力变压器绕组中的涡流损耗及其温度场研究[D];河北工业大学;2005年
6 林倩;巨型框-筒结构的动力特性研究[D];广西大学;2005年
7 魏一凡;微型客车30°斜角碰撞及40%偏置碰撞抗撞性研究[D];吉林大学;2005年
8 王会;平面连杆机构的计算机辅助设计系统研究与实现[D];天津工业大学;2004年
9 李伟;基于模糊控制的气体流速控制仪设计[D];吉林大学;2005年
10 艾林;不同器械和方法对磨牙根管预备前后的Micro-CT分析及牙体组织的生物力学研究[D];第四军医大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026