超声刀具专用数控磨床研制的关键技术研究
发布时间：2021-05-24 01:21
超声刀具是应用在超声振动加工蜂窝复合材料过程中的一种特殊刀具。出于生产加工的需要以及刀具参数研究的目的都需要大量刀具供应,但由于存在国外成品刀具进口价格高昂且国内成品刀具生产效率低下等问题,因此对于刀具需求量大的问题还有待解决。同时由于现有数控磨床主要针对通用刀具所设计,故生产特殊刀具的效率还不够理想。目前市面上还没有一台专门用于磨削超声刀具的数控磨床,因此对于超声刀具的生产效率和生产成本问题还需进一步研究。本文针对超声刀具生产所存在的一系列问题,进行了超声刀具专用数控磨床的研制,并对其中所涉及的一些关键技术进行了系统研究,主要研究内容如下:1、对专用数控磨床结构的设计方法进行了分析研究。将模块化设计的概念引入到磨床的自主设计当中,从磨床基本功能和超声刀具加工需求共同出发详细设计了该数控磨床的功能模块,在此基础上对每个主要功能模块的设计过程进行了分析,以保证磨床在设计上的科学性和合理性。2、对磨床所应用的数控技术进行了研究,针对模块化设计的超声刀具专用数控磨床构建了开放式数控系统。从开放式数控系统的设计原则出发,进行了整个数控磨床硬件结构的设计及构建,并利用了开源软件Mach3构建数控...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 数控磨床研制关键技术的国内外研究现状
1.3 课题来源及主要研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 课题主要研究内容及组织结构
第二章 基于结构模块化设计的超声刀具专用数控磨床研制方法研究
2.1 超声刀具专用数控磨床研制需求分析
2.1.1 超声刀具结构形貌分析
2.1.2 专用数控磨床研制需求分析
2.2 超声刀具专用数控磨床结构的模块化设计方法研究
2.2.1 专用数控磨床结构模块设计方法概述
2.2.2 超声刀具专用数控磨床功能分析
2.2.3 超声刀具专用数控磨床功能分解及模块创建
2.3 超声刀具专用数控磨床技术参数确定
2.4 超声刀具专用数控磨床机械结构模块设计方法实现
2.4.1 专用数控磨床的整体布局
2.4.2 专用数控磨床支承模块设计
2.4.3 专用数控磨床运动轴模块设计
2.4.4 专用数控磨床A轴夹具设计
2.4.5 专用数控磨床磨头模块设计
2.4.6 专用数控磨床冷却油循环模块设计
2.4.7 专用数控磨床对刀模块设计
2.5 本章小结
第三章 超声刀具专用磨床数控系统研制及自动对刀技术研究
3.1 专用磨床数控系统开放性设计需求及原则
3.2 专用磨床开放性数控系统总体方案设计
3.2.1 开放式数控系统数控方案设计
3.2.2 开放式数控系统总体框架构建
3.3 专用磨床数控系统研制
3.3.1 专用磨床数控系统硬件结构设计
3.3.2 专用磨床数控系统操作软件选用
3.4 超声匕首刀刀位角度自动获取方法研究
3.4.1 超声匕首刀对刀原理分析
3.4.2 基于激光对刀仪的超声匕首刀刀位角度自动获取技术研究
3.4.3 刀位角度自动获取方法实验验证
3.5 本章小结
第四章 刃磨刀具尺寸误差控制技术研究
4.1 刀胚加工误差原因分析
4.2 误差类型对刀具尺寸误差的影响
4.2.1 回零误差对刀具尺寸误差的影响
4.2.2 砂轮垂直度误差对刀具尺寸的影响
4.3 刀具加工误差控制方法
4.3.1 常用误差控制方法
4.3.2 基于伺服电机Z相脉冲的误差控制方法
4.3.3 控制方法实验验证
4.4 本章小结
第五章 超声刀具参数化自动编程技术研究
5.1 超声刀具加工程序设计
5.1.1 超声匕首刀加工路径设计及编程原理
5.1.2 超声圆盘刀加工路径设计及编程原理
5.1.3 超声刀具编程实例
5.2 参数化自动编程界面设计
5.2.1 参数化自动编程介绍
5.2.2 自动编程界面功能设计
5.2.3 基于MATLAB的自动编程系统界面设计
5.3 参数化自动编程验证实验
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业机器人运动控制分析与研究[J]. 牟海荣. 电子技术与软件工程. 2018(23)
[2]数控机床误差综合补偿技术及应用[J]. 皮永乐. 内燃机与配件. 2018(12)
[3]数控系统中同步控制及自动对刀功能的实现[J]. 陈鹏. 机电信息. 2018(18)
[4]双二次关联曲面数控加工宏程序参数化编程研究[J]. 耿晓明. 现代制造工程. 2018(06)
[5]浅谈伺服系统的工作原理[J]. 李强. 中国高新区. 2018(11)
[6]圆盘刀超声切削振动系统的振动频率数值拟合方法研究[J]. 张生芳,庞皓文,马付建,刘宇,沙智华,张文超. 工具技术. 2018(05)
[7]国内外数控系统技术研究现状与发展趋势[J]. 蔡锐龙,李晓栋,钱思思. 机械科学与技术. 2016(04)
[8]数控技术发展状况及策略综述[J]. 叶佩青,张勇,张辉. 机械工程学报. 2015(21)
[9]开启中国“智”造新纪元——CIMT2015磨床展品评述[J]. 张秀兰. 世界制造技术与装备市场. 2015(03)
[10]当前中国机构学面临的机遇[J]. 刘辛军,谢福贵,汪劲松. 机械工程学报. 2015(13)
博士论文
[1]可转位刀片周边型面磨削数控技术与智能误差补偿[D]. 陈甜甜.山东大学 2015
[2]基于嵌入式数控平台的网络化制造技术的研究[D]. 林建波.天津大学 2003
[3]数控机床误差综合补偿技术及应用[D]. 杨建国.上海交通大学 1998
硕士论文
[1]五轴小型数控铣床开放式控制系统及后处理开发[D]. 王妮娜.西安理工大学 2018
[2]集成胶辊加工工艺的开放式数控系统设计[D]. 孟小峰.山东大学 2018
[3]五轴工具磨床设计与虚拟样机分析[D]. 马楠.西南交通大学 2017
[4]NOMEX蜂窝材料超声切割直刃刀具设计与性能研究[D]. 吴鑫.大连理工大学 2016
[5]嵌入式数控系统及其功能模块的研究[D]. 邵明.中南大学 2008
本文编号：3203307
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 数控磨床研制关键技术的国内外研究现状
1.3 课题来源及主要研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 课题主要研究内容及组织结构
第二章 基于结构模块化设计的超声刀具专用数控磨床研制方法研究
2.1 超声刀具专用数控磨床研制需求分析
2.1.1 超声刀具结构形貌分析
2.1.2 专用数控磨床研制需求分析
2.2 超声刀具专用数控磨床结构的模块化设计方法研究
2.2.1 专用数控磨床结构模块设计方法概述
2.2.2 超声刀具专用数控磨床功能分析
2.2.3 超声刀具专用数控磨床功能分解及模块创建
2.3 超声刀具专用数控磨床技术参数确定
2.4 超声刀具专用数控磨床机械结构模块设计方法实现
2.4.1 专用数控磨床的整体布局
2.4.2 专用数控磨床支承模块设计
2.4.3 专用数控磨床运动轴模块设计
2.4.4 专用数控磨床A轴夹具设计
2.4.5 专用数控磨床磨头模块设计
2.4.6 专用数控磨床冷却油循环模块设计
2.4.7 专用数控磨床对刀模块设计
2.5 本章小结
第三章 超声刀具专用磨床数控系统研制及自动对刀技术研究
3.1 专用磨床数控系统开放性设计需求及原则
3.2 专用磨床开放性数控系统总体方案设计
3.2.1 开放式数控系统数控方案设计
3.2.2 开放式数控系统总体框架构建
3.3 专用磨床数控系统研制
3.3.1 专用磨床数控系统硬件结构设计
3.3.2 专用磨床数控系统操作软件选用
3.4 超声匕首刀刀位角度自动获取方法研究
3.4.1 超声匕首刀对刀原理分析
3.4.2 基于激光对刀仪的超声匕首刀刀位角度自动获取技术研究
3.4.3 刀位角度自动获取方法实验验证
3.5 本章小结
第四章 刃磨刀具尺寸误差控制技术研究
4.1 刀胚加工误差原因分析
4.2 误差类型对刀具尺寸误差的影响
4.2.1 回零误差对刀具尺寸误差的影响
4.2.2 砂轮垂直度误差对刀具尺寸的影响
4.3 刀具加工误差控制方法
4.3.1 常用误差控制方法
4.3.2 基于伺服电机Z相脉冲的误差控制方法
4.3.3 控制方法实验验证
4.4 本章小结
第五章 超声刀具参数化自动编程技术研究
5.1 超声刀具加工程序设计
5.1.1 超声匕首刀加工路径设计及编程原理
5.1.2 超声圆盘刀加工路径设计及编程原理
5.1.3 超声刀具编程实例
5.2 参数化自动编程界面设计
5.2.1 参数化自动编程介绍
5.2.2 自动编程界面功能设计
5.2.3 基于MATLAB的自动编程系统界面设计
5.3 参数化自动编程验证实验
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业机器人运动控制分析与研究[J]. 牟海荣. 电子技术与软件工程. 2018(23)
[2]数控机床误差综合补偿技术及应用[J]. 皮永乐. 内燃机与配件. 2018(12)
[3]数控系统中同步控制及自动对刀功能的实现[J]. 陈鹏. 机电信息. 2018(18)
[4]双二次关联曲面数控加工宏程序参数化编程研究[J]. 耿晓明. 现代制造工程. 2018(06)
[5]浅谈伺服系统的工作原理[J]. 李强. 中国高新区. 2018(11)
[6]圆盘刀超声切削振动系统的振动频率数值拟合方法研究[J]. 张生芳,庞皓文,马付建,刘宇,沙智华,张文超. 工具技术. 2018(05)
[7]国内外数控系统技术研究现状与发展趋势[J]. 蔡锐龙,李晓栋,钱思思. 机械科学与技术. 2016(04)
[8]数控技术发展状况及策略综述[J]. 叶佩青,张勇,张辉. 机械工程学报. 2015(21)
[9]开启中国“智”造新纪元——CIMT2015磨床展品评述[J]. 张秀兰. 世界制造技术与装备市场. 2015(03)
[10]当前中国机构学面临的机遇[J]. 刘辛军,谢福贵,汪劲松. 机械工程学报. 2015(13)
博士论文
[1]可转位刀片周边型面磨削数控技术与智能误差补偿[D]. 陈甜甜.山东大学 2015
[2]基于嵌入式数控平台的网络化制造技术的研究[D]. 林建波.天津大学 2003
[3]数控机床误差综合补偿技术及应用[D]. 杨建国.上海交通大学 1998
硕士论文
[1]五轴小型数控铣床开放式控制系统及后处理开发[D]. 王妮娜.西安理工大学 2018
[2]集成胶辊加工工艺的开放式数控系统设计[D]. 孟小峰.山东大学 2018
[3]五轴工具磨床设计与虚拟样机分析[D]. 马楠.西南交通大学 2017
[4]NOMEX蜂窝材料超声切割直刃刀具设计与性能研究[D]. 吴鑫.大连理工大学 2016
[5]嵌入式数控系统及其功能模块的研究[D]. 邵明.中南大学 2008
本文编号：3203307
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