圆柱凸轮数控磨削加工研究

圆柱凸轮数控磨削加工研究

论文摘要

空间凸轮机构广泛应用于各种机械设备中,如农业、交通、纺织、包装等。随着数控技术的发展,目前空间凸轮大多采用数控机床进行加工,然而由于数控机床生产商并没有提供专门加工空间凸轮的软件包,使得许多空间凸轮的生产厂家不得不使用通用的CAD/CAM软件(如UG,Pro/E等)作为空间凸轮设计和加工的编程平台。但是由于通用软件用于空间凸轮加工编程缺乏针对性,使得工程人员的工作量仍然很大,并且这些软件价格都非常昂贵。本文以对心直动圆柱滚子从动件槽形圆柱凸轮为研究对象,利用共轭曲面和单参数曲面族的知识推导出圆柱凸轮等价和非等价加工时的廓面矢量方程。同时探讨了圆柱凸轮数控磨削加工的特点,推导出圆柱凸轮数控磨削加工时砂轮中心坐标的计算方法,在此基础上利用AutoCAD的二次开发功能,以ObjectArx和VC++为开发工具,开发了一个圆柱凸轮数控加工自动编程系统。系统通过曲线处理模块对公式曲线、列表曲线以及AutoCAD图形形式曲线进行分别处理得到实体数据,然后进行实体数据处理、圆柱凸轮参数输入、计算砂轮中心轨迹、产生数控代码等步骤得到圆柱凸轮数控加工的代码。圆柱凸轮数控加工自动编程系统的效果采用VERICUT仿真软件进行验证。通过一个圆柱凸轮实例,系统产生的非等价加工数控加工代码被输入到VERICUT软件进行仿真加工。仿真加工结果表明:在控制刀具直径和滚子直径差值在一定范围的情况下,其加工效果和等价加工的效果是相同的。因此,本圆柱凸轮数控加工自动编程系统的开发具有一定的理论和现实意义。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章:绪论
  • 1.1 课题背景及研究意义
  • 1.1.1 课题背景
  • 1.1.2 研究意义
  • 1.2 凸轮机构的分类及凸轮廓面加工方法研究概况
  • 1.2.1 凸轮机构的分类
  • 1.2.2 凸轮廓面加工方法研究概况
  • 1.3 课题研究主要内容
  • 第二章:圆柱凸轮廓面的创成原理
  • 2.1 共轭曲面理论
  • 2.1.1 单参数曲面族的定义
  • 2.1.2 直动圆柱滚子从动件圆柱凸轮廓面方程
  • 2.1.3 非等价加工时直动圆柱滚子从动件圆柱槽形凸轮的廓面方程
  • 2.1.4 非等价两坐标加工时的廓面理论误差
  • 第三章:圆柱凸轮的数控磨削加工
  • 3.1 磨削加工时圆柱凸轮的砂轮中心轨迹计算
  • 第四章:圆柱凸轮数控加工自动编程系统的设计
  • 4.1 系统功能需求分析
  • 4.2 系统开发工具的选择
  • 4.3 系统的总体功能和功能模块分析
  • 第五章:系统各组成模块的设计
  • 5.1 曲线处理模块
  • 5.1.1 列表曲线的处理
  • 5.1.2 公式曲线的处理
  • 5.1.3 图形编辑
  • 5.1.4 实体数据提取
  • 5.2 实体数据处理模块
  • 5.3 实际砂轮轨迹生成模块
  • 5.4 数控代码产生模块
  • 5.5 数控加工编程实例及其仿真
  • 5.5.1 数控仿真
  • 5.5.2 仿真实例
  • 5.5.3 仿真结果分析
  • 第六章:总结及展望
  • 主要参考文献
  • 致谢
  • 发表论文
  • 个人简历
  • 相关论文文献

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