数控精密校直机的研制开发及其液压伺服系统研究

摘要

轴类零件和轴系部件是机械装置中的重要组成部分,其弯曲变形普遍存在,需要对轴类零件的进行精密校直,以保证轴类零件生产质量. 本文在现有文献和研究的基础上,采用金属弹塑性弯曲理论,建立了轴类零件校直模型,分析了轴类零件在校直过程中的弯矩、曲率及挠度变化过程,推导了行程控制的校直计算方法.研究设计了YH40-10型数控精密校直机控制系统,并详细介绍了系统硬件结构及其组成硬件设备的选用.同时对数控精密校直机液压伺服系统进行设计研究,分析了系统的组成及其特点,并运用传递函数法,建立数控精密校直机电液位置伺服系统的数学模型.在此基础上分别对不同负载时数控精密校直机电液位置伺服系统的动态性能包括系统稳定性、系统精度等性能进行理论研究和分析,并对电液位置伺服控制系统进行了仿真.为数控精密校直机的进一步的理论研究和生产实际提供了理论依据与参考. 实验结果表明,YH40-10型数控精密校直机不仅满足了实际校直要求,而且提高了生产效率和加工质量.

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致谢

第一章绪论

1.1校直技术和自动校直设备现状

1.2机床控制系统的现状及发展趋势

1.3液压伺服系统的研究发展和应用

1.4近代液压伺服控制的特点及要求

1.5课题来源与论文的主要内容

第二章轴类零件校直工艺理论

2.1反弯校直原理与数控精密校直机工作流程：

2.1.1反弯校直原理

2.1.2数控精密校直机工作流程

2.2轴类零件反弯校直的两个关键问题

2.2.1压点、支点的组合问题

2.2.2校直下压量计算问题

2.3轴类零件弹塑性弯曲的几何与力学特性

2.3.1应力与应变

2.3.2曲率与弯矩

2.3.3下压量的确定

2.4本章小结

第三章数控精密校直机控制系统的设计

3.1数控精密校直机控制系统的总体设计

3.1.1数控精密校直机控制系统的功能要求

3.1.2数控精密校直机控制系统的体系结构

3.2数控精密校直机常用控制系统

3.2.1基于单片机的CNC系统

3.2.2基于可编程控制器(PLC)的CNC系统

3.2.3基于工业控制计算机(IPC)的CNC系统

3.3 YH40-10型数控精密校直机控制系统软件设计

3.4 YH40-10数控精密校直机控制系统的硬件设计

3.4.1硬件系统结构组成

3.4.2工业控制计算机及输入输出系统

3.4.3硬件抗干扰方法

3.5数控精密校直机液压伺服控制系统

3.5.1基本组成和工作原理

3.5.2伺服系统主要元部件的特点

3.6 YH40-10数控精密校直机检测系统的构成及其功能

3.7本章小结

第四章数控精密校直机电液位置伺服系统的研究

4.1数控精密校直机电液位置伺服系统的特点及设计

4.1.1数控精密校直机电液位置伺服系统的设计参数和性能指标

4.1.2数控精密校直机电液位置伺服系统的特点

4.1.3数控精密校直机电液位置伺服系统的工作原理

4.2数控精密校直机电液位置伺服系统的理论基础

4.2.1电液位置伺服系统的数学模型的建立

4.2.2四通阀控单出杆液压缸的传递函数的推导

4.2.3四通阀控单出杆液压缸的传递函数的简化

4.3基于Matlab的数控精密校直机电液位置伺服系统的动态性能分析

4.3.1非工作负载时电液位置伺服系统的动态性能分析

4.3.2弹性工作负载时电液位置伺服系统的动态性能分析

4.4基于Matlab/Simulink的采样离散电液位置伺服系统仿真

4.4.1 Matlab/Simulink仿真软件简介

4.4.2数控精密校直机采样离散电液位置伺服系统的仿真

4.5本章小结

第五章论文总结及展望

5.1全文小结

5.2展望

参考文献

在攻读硕士学位期间发表的论文