三工位五轴抛光机开发

发布时间：2020-11-11 02:28

　　 中国的抛光技术源于21世纪,随着科学日益进步,应用于航空航天领域的特殊材料、天文望远镜、电脑等高科技品对表面质量要求越来越高,并且这些产品在人们生活中影响日渐深厚,中国科学家和企业对抛光工艺有了逐步的了解和探知的渴望。国内抛光技术起步较晚,机械装备制造领域对抛光工艺技术的应用和设备的开发缺乏足够的认识,导致了我国工业发展在抛光这一领域长期处于“瓶颈”阶段,工业自动化发展缓慢,生产效率无法提高,严重滞后了经济发展。目前大部分企业依然采用手工打磨抛光。人工作业虽然成本不高,但是生产效率很低,抛光工序所需的时间在整个产品成型中所占的比例最大。劳动工人不仅工作强度大,而且无法保证依靠经验获得的工件质量。在市场推动作用下,国内高校和企业开始不断深入研究抛光机理,不断创新抛光加工技术和工艺来应对市场上多样的产品需求。现阶段最为成熟,应用最广的主要是机械抛光。本文研发的三工位五轴抛光机,具有气动夹持装置和适应三工位抛光的工具系统,保证了工件的精确定位和精密抛光。机床同时对三个工件抛光作业,极大的提高了生产效率。针对工件的工艺要求和机床所要实现的功能,提出抛光机整机设计方案。机床具备五轴联动,分别为三个直线进给轴X轴、Y轴、Z轴和两个回转轴A轴、C轴,机床主体部分为床身、支撑柱、滑鞍、工作台。针对工件的结构特点开发一套气动夹具和适应的工具系统。完善机床的气路设计以及照明,切削液等辅助功能,最终核定整机方案。基于ANSYS Workbench15.0对机床主体结构进行静力学分析和动力学分析。静力学分析主要计算在静力载荷长时间作用下结构发生的响应,分析结构的形变量和应力分布状况,验证机床结构设计的合理性。结构动力学分析,则是着重研究机床结构在动载荷作用下所表现的动态响应。模态分析是结构动力学分析的基础内容,主要用于研究结构的固有频率和不同频率下的振型表现,合理设计结构确保机床满足使用要求。根据抛光机所要实现的运动功能,构建控制系统。选取合适的数控系统,并完成对各轴运动控制硬件的校核分析。合理设计整机电路,确保整机功能安全实现。建立抛光机运动学模型,针对工件的结构特点和工艺要求,分析机床各轴运动轨迹,并建立参数方程。通过工件表面取点,进行无干涉轨迹规划,找到完成任务的最佳轨迹。将点的数据整理并带入轨迹方程,生成数控程序。利用VERICUT软件进行机床运动仿真,检测各轴运动是否超程,各部件是否发生干涉,数控程序是否合理。最终通过机床实验,验证整机性能。分析样件实验结果,确定是否达到工艺要求。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG580.692
【部分图文】：

（a） 手工抛光 （b） 自动化抛光图 1.1 手工抛光与自动化抛光本文针对图 1.2 所示的金属壳工件研发一台三工位五轴抛光机，根据产结构特点开发一套适应的夹具和工具系统，可以同时抛光三个工件，极大高了生产效率，同时保证工件的加工质量。

图 1.2 金属壳样品抛光加工技术发展概述光加工技术是利用机械、化学或电化学作用，消除工件表面划痕面粗糙度，以获得光亮、平整表面的加工方法[6-8]。我国的抛光加慢，二十世纪末国内高校逐步开始对化学及电化学抛光技术进行连理工大学在电化学机械抛光加工和脉冲电化学机械抛光加工方研究光整加工技术[11]，取得了显著成效，获得了较好的社会效益太原理工大学将数字试验和物理试验结合应用，建立数学模拟仿

图 1.3 德国 SHL 抛光机器人西班牙 MEPSA 公司是一家世界领先的自动机械设备设计和制造公司，专门生产金属零件和其他材料抛光、研磨、去毛刺、拉丝处理设备。MEPSA 已将技术和适应能力成功融合为一体，以应对顾客的特定要求，制造人性化的设备。在世界各地一直秉承提供高标准技术与操作，设备的可靠性以及其速度、通用性和最大化满足客户需求的服务宗旨，使得企业在质量与生产方面成绩卓著[32,33]MEPSA 公司从最初的金属家居抛光打磨，逐步扩展到汽车零部件行业、化工行业、手表配件行业、珠宝配件及航空航天领域，不断创新产品设计理念，在精密和超精密加工领域处于领先地位。图 1.4 为 MEPSA 公司研制的汽车行业铝车轮毂抛光设备。
【参考文献】

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本文编号：2878623