轮胎模具细深群孔加工数字控制技术研究

发布时间：2017-08-20 18:10

  本文关键词：轮胎模具细深群孔加工数字控制技术研究

  更多相关文章： 轮胎模具细深群孔 深孔加工 力控制 巴特沃斯型IIR数字滤波器 数控系统

【摘要】：轮胎模具是用于硫化成型各类轮胎的模具,其加工质量的好坏也关系到轮胎的质量和性能。随着装备制造和机械加工技术的日新月异,轮胎模具的加工技术也在发生着巨大的变化,其中对轮胎模具上的细深群孔加工一直是轮胎模具加工中的难点问题,与传统的深孔加工相比,具有加工刀具直径更小、刀杆长度大、排屑和冷却散热困难、刀具加工过程振动频繁、刀具的走刀状况不易观察等特点。本文对轮胎模具细深群孔加工过程进行了全面的研究,选用合适的加长高速钢麻花钻,选择合适的切削液,对合金钢材料模具工件进行细深群孔钻削试验,针对深孔加工控制过程中的难点,采用刀具力控制进给时检测刀具切削状态并采取相应控制方法的方案,同时考虑到加工过程中刀具的切削振动,将巴特沃斯型ⅡR数字滤波器应用到加工控制过程中,设计出轮胎模具细深群孔加工数字控制系统,本文主要从以下几个方面进行了介绍：本文开始简要介绍了轮胎模具细深群孔加工的特点与深孔加工的行业现状,分析了深孔加工行业的刀具材料的发展趋势,同时,针对刀具切削状态难以判断的问题,设计了合理的数字滤波器并应用于系统加工控制过程,提出了以刀具力控制进给并实时检测刀具切削状态的智能控制方案。通过对传统的钻削工艺、刀具结构和参数、刀具受力分析的深入研究,建立了轮胎模具深孔钻削的力学模型,设计出了轮胎模具细深群孔加工数字控制系统。通过实验进行了全面的验证,完全满足系统的加工精度和工艺要求。本课题实现了对轮胎模具细深群孔的加工控制,提高了细深群孔加工专机的性能,同时最大可能地保护了刀具,预防因钻头磨损和加工材质等干扰因素影响加工控制过程,保证加工过程的可靠性,减少可能的成本损失,最大限度地提高了生产效率和经济效益。
【关键词】：轮胎模具细深群孔 深孔加工 力控制 巴特沃斯型IIR数字滤波器 数控系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG52
【目录】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 绪论14-24
• 1.1 轮胎模具细深群孔加工的特点14-15
• 1.2 深孔加工行业的发展历史和现状15-16
• 1.3 深孔加工刀具材料的发展16-17
• 1.4 轮胎模具细深群孔加工过程中的振动与数字滤波器的应用17-20
• 1.4.1 轮胎模具细深群孔加工过程中振动的产生17-18
• 1.4.2 数字滤波技术的发展和应用18-19
• 1.4.3 数字滤波器的实现方法分析19-20
• 1.5 轮胎模具细深群孔加工数控系统特点20-21
• 1.6 课题研究的目的与研究内容21-24
• 1.6.1 课题的目的21
• 1.6.2 课题的研究内容21-24
• 第二章 轮胎模具细深群孔加工刀具的力学特征24-36
• 2.1 轮胎模具三维模型及排气孔分布24-25
• 2.2 轮胎模具细深群孔加工刀具力学特征分析25-33
• 2.2.1 轮胎模具细深群孔加工刀具力学特征分析的意义25
• 2.2.2 麻花钻结构及几何参数25-30
• 2.2.3 轮胎模具细深群孔加工刀具的力学模型30-33
• 2.3 轮胎模具细深群孔加工过程刀具受力对钻削稳定性的影响33-34
• 2.4 本章小结34-36
• 第三章 轮胎模具细深群孔加工系统装备结构及工艺36-46
• 3.1 深孔加工简介36-37
• 3.2 轮胎模具细深群孔数控系统装备结构37
• 3.3 系统机械结构37-40
• 3.4 轮胎模具细深群孔加工固定循环动作40-44
• 3.4.1 孔定位42
• 3.4.2 快进至R点42
• 3.4.3 孔加工42-43
• 3.4.4 孔底动作43-44
• 3.4.5 返回R点和起始点44
• 3.5 系统主要钻削几何参数和工艺参数44-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第四章 数字滤波器的原理与应用46-60
• 4.1 切削加工中振动的产生46-48
• 4.2 数字滤波器的分类48-50
• 4.2.1 按频率选择功能分类48
• 4.2.2 按实现方式分类48-49
• 4.2.3 按对冲激响应特性分类49-50
• 4.3 巴特沃斯模拟低通滤波器的设计方法50-54
• 4.3.1 巴特沃斯滤波器简介50-52
• 4.3.2 模拟低通巴特沃斯滤波器设计步骤52-54
• 4.4 冲激不变法设计IIR数字滤波器54-58
• 4.4.1 冲激不变法IIR数字滤波器设计步骤54-55
• 4.4.2 巴特沃斯型IIR数字滤波器Matlab仿真分析55-57
• 4.4.3 巴特沃斯型IIR数字滤波器滤波效果57-58
• 4.5 本章小结58-60
• 第五章 轮胎模具细深群孔加工数控系统硬件设计60-72
• 5.1 数字控制系统概述60-63
• 5.1.1 数字控制系统特点60-61
• 5.1.2 数字控制系统构成61-63
• 5.1.3 数字控制系统的工作原理63
• 5.2 轮胎模具细深群孔钻削数控系统硬件体系结构63-71
• 5.2.1 总线式运动控制器的选择65-67
• 5.2.2 CANopen总线介绍67-68
• 5.2.3 伺服驱动系统68-70
• 5.2.4 人机界面70-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第六章 轮胎模具细深群孔加工数控系统软件设计72-82
• 6.1 数控系统的软件体系结构72-73
• 6.2 人机交互界面功能及结构设计73-78
• 6.2.1 控制系统主界面设计74-76
• 6.2.2 参数设置界面设计76-78
• 6.2.3 手动操作界面设计78
• 6.3 MC模块运动控制指令78-79
• 6.4 本章小结79-82
• 第七章 总结与展望82-84
• 7.1 论文总结82-83
• 7.2 课题展望83-84
• 参考文献84-86
• 致谢86-87
• 学位论文评阅及答辩情况表87

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本文编号：708108