弧面凸轮专用数控机床的研究与开发

摘要

以弧面凸轮为核心部件的弧面凸轮传动装置具有特殊的传动功用，是凸轮机构中应用价值较高的种类之一。本文在详细分析了弧面凸轮机构的特点与发展、以及弧面凸轮加工专用数控机床的现状的基础上，根据弧面凸轮的加工特性，需要具有双回转坐标的专用数控设备，根据现在弧面凸轮加工机床的缺点和不足提出了重新开发和研制新一代加工弧面凸轮的专用数控机床的必要性。 将虚拟制造技术应用到弧面凸轮专用机床的开发过程中，能够提高其设计和制造水平，减少由于前期设计不当造成的回溯修改，缩短开发周期，降低成本，提高产品质量，实现产品开发过程和结果的最优化，这对提高凸轮机构的加工水平，扩大凸轮机构的应用范围，促进自动机械的进一步发展具有重要的意义。 本课题以Pro/ENGINEER Wildfire软件为开发平台，对弧面凸轮专用机床进行开发和研究。 1．根据弧面凸轮的加工原理及现在已有的加工设备提出重新开发和研制新一代加工弧面凸轮的专用数控机床的必要性。 2．按照设计要求把机床分为三个部分：工作台部分、主轴箱部分和床身(包括龙门和底座)部分，分别对各部分重要部件进行设计计算，还包括一部分重要附件的选择使用。 3．应用Pro/ENGINEER Wildfire软件按照各部分零件的设计尺寸对主要部件进行建模并对机床进行装配，应用Pro/ENGINEER Wildfire软件的运动仿真模块对设计的机床进行运动仿真。最后，运用其后处理功能查看当前机构的运动，对机构进行运动干涉情况分析。 4．根据设计的要求及比较分析现有的资料，确定选用EIJING-FANUCSERlES Oi数控系统作为本机床控制系统，此系统最大控制轴数为6。并对该控制系统作了简要的介绍。 本课题设计的机床是五轴联动的专用数控机床(该机床目前在国内尚没有报道)，完全能满足弧面凸轮的加工要求。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1弧面凸轮机构简介

1.1.1弧面凸轮机构的组成及工作原理

1.1.2弧面凸轮的加工原理

1.1.3弧面凸轮机构的特点与应用

1.2本课题的研究现状、任务及技术指标

1.2.1本课题的研究现状

1.2.2弧面凸轮机构的现有加工方法及缺陷

1.2.3本课题的任务

1.2.4所要满足的技术指标

1.3创新之处

1.4小结

第二章弧面凸轮专用数控机床开发过程应用虚拟制造技术的理论基础

2.1虚拟制造技术简介

2.2弧面凸轮专用数控机床开发过程中应用虚拟制造技术的方法

2.3所使用的开发平台

2.4小结

第三章弧面凸轮专用数控机床开发过程中虚拟制造单元技术的应用

3.1弧面凸轮专用数控机床设计方案的选择

3.1.1设计方案

3.1.2方案的对比选择

3.2弧面凸轮机构专用数控机床的结构设计

3.2.1工作台部件设计与选用

3.2.2主轴箱部件设计与选用

3.2.3床身(龙门和底座)的结构设计

3.3实体建模

3.3.1基于全尺寸约束的参数化模型设计准则

3.3.2基于尺寸驱动的参数化模型设计准则

3.3.3基于单一数据库的全相关数据库管理准则

3.3.4机床零件的实体建模过程

3.4运动仿真

3.4.1 Pro/E运动仿真概述

3.4.2机构仿真的特点

3.4.3创建运动模型

3.4.4生成运动仿真机构图

3.4.5运动仿真

3.4.6装配体干涉检查

3.4.7生成装配爆炸视图

3.5小结

第四章控制系统

4.1控制系统的选择

4.2 BEIJING-FANUC SERIES 0i数控系统简介

4.3小结

第五章结论

5.1课题研究所做的工作

5.2展望

致谢

参考文献

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