一种磨床多功能数控砂轮修整器的研究

摘要

滚刀铲磨加工是齿轮滚刀的精加工工序，滚刀精度很大程度上取决于砂轮修整精度。滚刀铲磨过程中，砂轮磨粒会出现磨损、破碎和脱落，造成砂轮的磨粒钝化、表面堵塞和截形失真等不良现象，如不实时修整砂轮，磨削效率将显著下降，工件形状误差变大而磨削精度降低，工件表面粗糙度值增大等。然而滚刀结构复杂，精度要求高，依靠人工对砂轮进行修整，效率低下、精度无法保证。为此，论文进行了滚刀铲磨车床零编程数控砂轮修整器的研究，探讨了将数控技术与砂轮修整技术相结合以实现砂轮修整过程的自动化、精确化与智能化。
　　 首先，论文分析了现有滚刀铲磨床砂轮修整存在的一些问题，给出了不同的砂轮修整方法对滚刀铲磨加工的影响因素，在此基础上，对滚刀铲磨车床砂轮修整的理论与方法进行了较为深入的研究，为滚刀铲磨床零编程数控砂轮修整器的研制提供理论依据；
　　 其次，根据砂轮修整理论，利用MATLAB数学软件，建立了砂轮轮廓的数学模型，并结合数控修整特点及刀补要求，给出了砂轮数控修整轨迹控制模型；
　　 接着，通过分析现有砂轮修整装置存在的问题，结合滚刀铲磨车床砂轮修整要求和数控的特点，提出了滚刀铲磨车床数控砂轮修整器的总体方案，进行了机械部分结构设计、电气控制设计，并给出了砂轮修整过程工艺参数选择和系统误差补偿方法；
　　 最后，以CAD/CAM/CNC/滚刀铲磨专家知识集成为目标，提出了一种铲磨车床砂轮零编程数控修整方法，给出了砂轮零编程数控修整系统的总体结构及相关控制流程，所研制的滚刀铲磨车床数控砂轮修整器已进行了调试应用。
　　 本文所研究的滚刀铲磨车床零编程数控砂轮修整器，可自动对砂轮进行高精度、智能化修整，砂轮修整的表面质量与形状精度均能满足企业要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪 论

1.1论文研究的目的、意义和项目来源

1.1.1论文研究的目的及意义

1.1.2项目来源

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要研究内容

2滚刀铲磨车床砂轮修整模型

2.1砂轮修整原理

2.2阿基米德滚刀轴向齿形

2.3滚刀轴向齿形离散

2.4滚刀与砂轮接触线方程

2.5 MATLAB与VC混合编程求解超越方程

2.5.1超越方程的数值求解

2.5.2 MATLAB混合编程方法

2.5.3 MATLAB与VC混合编程环境的设置

2.5.4超越方程的混合编程求解

2.6砂轮轮廓求解

2.7砂轮轮廓光顺处理

2.8金刚石修整轮数控修整轨迹

2.9本章小结

3数控砂轮修整器总体设计

3.1机械机构方案设计

3.1.1直线运动系统的设计

3.1.2支撑部件的设计

3.1.3联轴器的选型

3.2电气控制方案

3.2.1 PMAC运动控制卡

3.2.2低压电气元件的选型

3.2.3伺服电机的选型

3.2.4金刚石修整轮驱动部件的选型

3.2.5变频器的选型

3.2.6检测元件的选型

3.3加工工艺参数的选择

3.3.1修整速比的选择

3.3.2修整进给量的选择

3.3.3光修整次数的选择

3.4误差补偿方案

3.4.1误差产生原因

3.4.2误差补偿方法

3.4.3砂轮修整器误差补偿

3.5本章小结

4砂轮修整器零编程数控系统的开发

4.1零编程数控系统的提出

4.2砂轮修整器零编程数控系统结构

4.2.1系统用户界面模块

4.2.2滚刀参数模块

4.2.3砂轮轮廓求解模块

4.2.4数控程序生成模块

4.2.5运动控制模块

4.2.6专家知识库模块

4.3砂轮修整器零编程数控系统控制流程

4.3.1砂轮截形的生成

4.3.2砂轮修整控制程序的生成

4.3.3砂轮修整加工的实现

4.4联机调试

4.5本章小结

5结 论

致 谢

参考文献

附录