中凸变椭圆活塞数据处理及仿真

摘要

活塞是内燃机的核心部件，其加工质量直接影响发动机功能。为了达到优良的性能，目前活塞的裙部通常被设计为中凸变椭圆形。由于活塞形状复杂，活塞图纸上通常只给出一些纵截面型线和横截面型线上离散点的数据，仅靠这些离散点的数据根本无法加工出高精度的活塞，因此选择合适的拟合插值方法来提高型线的拟合插值精度从而得到足够的加工数据，并且在加工之前对活塞进行型线和加工过程的动态仿真对提高活塞加工质量非常关键。
　　本文结合中凸变椭圆活塞型面结构特点，深入研究拟合插值原理，对活塞型面进行数学描述，建立了活塞纵向型线和不同横截面型线拟合插值数学模型，通过该数学模型可得到更加精确的型线加工数据。为了提高活塞加工效率和精度，采用模块化的设计方法，基于RAD Studio2010开发了中凸变椭圆活塞数值插值及仿真系统。该系统包括活塞形状参数输入和计算模块、参数设置模块、活塞型线和加工过程动态仿真模块、速度和加速度动态仿真模块、面向 FANUC高速切削指令数控加工模块等模块，实现了不同结构中凸变椭圆活塞型面型线的拟合插值和动态仿真、刀具加工过程和加工任意横截面的速度和加速度的动态仿真以及适用于FANUC数控系统高速加工的P代码数据加工文件等功能。最后，通过实例验证了该系统的正确性和可靠性，达到了研究目的，对优化活塞加工方案从而提高加工质量和效率具有一定的指导意义。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 中凸变椭圆活塞加工成形技术的发展

1.3 国内外研究现状及分析

1.4 课题主要研究内容

1.5 本章小结

第2章 中凸变椭圆活塞的型面描述及成型方法

2.1 中凸变椭圆活塞整体结构

2.2 中凸变椭圆活塞的型面特点

2.3 中凸变椭圆活塞型面的数学描述

2.4 活塞裙部型面的成型运动分析

2.5 本章小结

第3章 活塞裙部型面型线的数据处理

3.1 活塞裙部纵向型线的拟合与插值

3.2 活塞裙部纵截面椭圆度的拟合与插值

3.3 活塞裙部横截面型线的拟合与插值

3.4 本章小结

第4章 中凸变椭圆活塞数值插值及仿真系统实现

4.1 RAD Studio 2010开发环境

4.2 FANUC数控系统高速循环加工

4.3 中凸变椭圆活塞数值插值及仿真系统总体设计

4.4 系统登录界面设计

4.5 系统主界面设计

4.6 活塞加工过程的动态仿真界面

4.7 刀具加工的速度及加速度显示界面

4.8 本章小结

第5章 实例加工

5.1 活塞型线数值插值及仿真结果

5.2 活塞加工过程的动态仿真结果

5.3 活塞加工的速度和加速度结果

5.4 活塞加工实验过程

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果