异型轧辊数控加工机床模拟设计及运动仿真研究

作     者：李继升 

作者单位：河北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张顺心

授予年度：2007年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：非圆截面零件 轧辊 曲线拟合 进给系统 运动分析 

摘      要：在当今的工程领域中,非圆截面零件以其独特的优越性,在生产中所占的比例日益增加,为了达到性能要求,其加工精度要求也随之提高。轧辊是轧机的重要部件之一,它是轧机的主要变形工具,直接决定着生产工艺的合理性和产品的经济性,因此加工出满足轧制需要的轧辊是轧钢技术的关键。异型轧辊属于非圆截面零件,能够产生特殊的运动规律,但其孔型形状独特,设计和加工相对困难,成为轧辊研究领域的一个重要课题。 本课题主要针对异型轧辊复杂孔型曲面的加工问题,深入研究轧辊孔型曲面的拟合方法和数控机床的传动系统,并对加工工艺进行了分析。本文分析了异型轧辊孔型曲面的特点,根据已知离散点,应用以阿基米德螺旋线方程作基函数的最小二乘法和三次样条拟合方法对轧辊横截面外廓曲线进行拟合;采用数控车削加工方案,分析了数控车床刀具径向进给的运动特性,为制定轧辊零件车削加工工艺提供技术依据;研究非圆截面零件车削进给系统的层次模型,完成了异型轧辊数控加工车床进给系统的结构设计;对机床的进给系统进行运动学仿真,分析位移、速度和加速度曲线的特点和变化情况,并证明曲线拟合方法的可行性;通过研究刀尖的半径补偿方法和异型轧辊数控加工程序编制方法,提出提高机床加工精度的主要措施。 以上研究结论不只是针对异型轧辊的加工而提出的,对于其它非圆截面零件的加工同样具有参考意义,为进一步研究非圆截面零件的车削加工提供了良好的理论基础。