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高速加工中心自动换刀装置研究

王广强  
【摘要】:高速功能部件的迅猛发展及应用促进了高速加工中心的发展,其中自动换刀技术的提高,更是减少了非切削加工时间,提高了生产加工效率。换刀时间的长短,换刀过程的准确性、可靠性、稳定性等性能已成为衡量高速加工中心的重要指标。本文主要研究内容及创新成果如下:1.在充分调研国内外自动换刀技术的发展及趋势的基础上,提出了一种新的双凸轮联动自动换刀技术。分析了该双凸轮联动自动换刀技术的特点,并对双凸轮联动自动换刀装置进行结构设计。2.分析了各种运动规律曲线,结合凸轮机构的实际运动情况,从动件选择修正正弦和修正等速的运动规律,完成了运动循环图的匹配设计。3.基于逆向思维原理,应用空间共轭曲面原理、微分几何学和坐标变换原理等推导出弧面分度凸轮的轮廓曲面方程。并提出了弧面凸轮三维建模的一种新方法:采用MATLAB与UG NX 8.0相结合的方式,在MATLAB中求解出轮廓面的坐标云点,借助UG NX 8.0曲线样条功能得到弧面凸轮的三维实体模型。4.创建双凸轮联动自动换刀装置的虚拟样机,运用UG/motion模块对自动换刀装置进行运动仿真分析,得到主轴刀具松拉、杆及换刀机械手直线运动和旋转运动的位移、速度、加速度的曲线图。


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