变导程变深度螺杆的车铣复合加工工艺的研究

论文摘要

随着化工、医药、注塑等以聚合物材料为基础的工业迅速发展而且广泛传播,聚合物加工过程如挤出、注射成型和热成型等需要特定的螺杆。但是,螺杆的加工在目前依然是一个难点,在多种螺杆的制造过程中,经常会遇到变导程、变槽宽、变槽深的螺杆,这类螺杆在实际机械中的应用有着不可缺少的作用。变导程变深度螺杆加工受到普通机床缺乏连续变速运动功能和需要多道工序加工的限制,普通设备很难或是根本无法加工。即使在普通设备上能通过工装夹具或刻线等手段实现加工,但加工的零件很难达到高精度的要求。从而制约了变导程变深度螺杆的应用和推广。现代数控机床技术的发展,为机床实现连续变速运动、匀变速运动和多轴联动控制提供了可靠保证,可方便地实现变导程变深度零件的加工。为此,我们针对这种变导程变深度螺杆的特点,提出了采用先进的车铣复合加工中心进行加工的方法。本文对螺杆的加工仿真和加工工艺进行了研究,主要工作包括以下几个方面：(1)本文根据实际生产情况和研究的需求,使用Pro/E软件进行螺杆螺旋曲面建模。从分析螺杆类型入手,以应用广泛的变导程、变深度螺杆为例,研究了这类螺杆采用螺旋扫描切口建模、仿真和加工方法。(2)文中针对变导程变深度异形螺杆的难加工性,结合实际经验,进行了加工工艺研究。确定了采用日本MAZAK五轴四联动的车铣复合加工中心作为螺杆加工设备,刀具轨迹采用“自曲面等值线”方式。(3)借助于Pro/E软件进行螺杆的刀具轨迹仿真,对异型螺杆加工的数控加工程序的修改、刀具的选择、加工参数的优化。对于利用车铣复合加工中心加工异型螺杆具有十分重要的参考价值。(4)以变导程变深度的异形螺杆为例,进行了螺杆的加工实验。实验的结果表明：采用先进的车铣复合加工中心,是提高生产效率、改善工件表面质量的先进加工方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 问题的提出
• 1.2.1 螺杆的分类
• 1.2.2 变导程变深度螺杆的特点
• 1.2.3 变导程变深度螺杆的传统加工方法
• 1.3 课题的主要内容
• 1.4 车铣技术的基本概念
• 1.4.1 车铣的定义
• 1.4.2 车铣技术的发展历史
• 1.4.3 车铣技术的主要内容
• 1.5 车铣复合加工中心的国内外发展现状
• 1.5.1 国外现状
• 1.5.2 国内现状
• 第2章 基于Pro/E软件的螺杆的建立
• 2.1 CAD/CAM软件的发展
• 2.2 Pro/E的软件功能
• 2.2.1 Pro/Engineer模块
• 2.3 变导程变深度螺杆造型过程
• 2.3.1 变导程变深度螺杆设计参数分析
• 2.3.2 变导程变深度螺杆的建立
• 第3章 应用车铣复合加工中心加工螺杆的工艺分析
• 3.1 车铣技术的主要特点
• 3.2 变导程变深度螺杆加工工艺分析与研究
• 3.2.1 加工螺旋槽的球头铣刀的选择
• 3.2.2 刀具轨迹规划
• 3.3 加工实验的机床选择
• 3.3.1 加工实验的机床选择
• 3.3.2 Fanuc数控系统的主要特点
• 第4章 螺杆的加工仿真和工艺优化
• 4.1 螺杆的加工仿真
• 4.2 变导程变深度螺杆三维加工仿真
• 4.2.1 外圆廓加工仿真
• 4.2.2 螺旋槽的加工仿真
• 4.2.3 六方体的加工仿真
• 4.3 切削功率计算和加工工艺的优化
• 4.3.1 切削功率计算
• 4.3.2 加工工艺的优化
• 4.4 变导程变深度螺杆后处理
• 4.4.1 后处理算法的基本概念
• 4.4.2 螺杆加工程序的生成
• 4.5 变导程变深度螺杆的加工实验
• 4.5.1 螺杆加工实验的实验目的和内容
• 4.5.2 车铣复合加工中心对刀
• 4.5.3 变导程变深度螺杆加工实验过程
• 第5章 总结与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 今后工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录