数控四轴型材滚弯机工艺分析与测控系统设计

发布时间：2021-11-04 09:04

　　变曲率型材弯曲件大量应用于制作飞机的主体机身支架中,在飞机的生产制造中占有重要地位。传统型材弯曲件的加工工艺多利用模具成型,成型工艺复杂且成本高昂,而滚弯机对型材的加工不需要模具,不限型材长度,柔性程度高,可极大程度地解决飞机零件加工制造成本高、周期长的问题。目前,传统的滚弯机多适用于等曲率型材的加工生产,且控制系统落后,加工精度差。因此本文将针对数控四轴型材滚弯机对其加工工艺进行分析研究,并对其测控系统进行设计。基于四轴滚弯机的工作原理与型材的受力情况,将型材的滚弯变形近似看作集中力位于中点的简支梁的弯曲变形,利用简化后的折线形应力应变曲线推导出了考虑塑性变形的型材的转角方程;选用工程中常用的回弹公式对目标曲率半径进行了补偿,并将补偿后的目标曲率半径作为滚弯曲率半径;最后通过滚弯机工作辊与型材的位置关系,建立了滚弯机侧轮位移与目标曲率半径的数学模型。利用ABAQUS仿真软件对数控四轴型材滚弯机的滚弯过程进行数值模拟,验证了滚弯机侧轮位移与目标曲率半径的数学模型,分析了型材在滚弯过程中应力、应变的变化规律。根据四轴型材滚弯机的设计要求并利用仿真过程中发现的问题改进了滚弯机工作辊的布局设... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 滚弯工艺及设备的简介
        1.2.1 滚弯机的种类
        1.2.2 滚弯型材种类及质量缺陷
    1.3 滚弯成型国内外研究现状
    1.4 课题主要研究内容
第2章 滚弯成型工艺分析
    2.1 滚弯成型原理
        2.1.1 四辊滚弯成形原理
        2.1.2 型材弹塑性变形理论
    2.2 型材的弯曲变形
        2.2.1 简支梁的弯曲
        2.2.2 考虑塑性变形的转角方程
        2.2.3 考虑塑性变形的转角方程最终表达式
    2.3 型材的回弹
        2.3.1 Gardiner公式
        2.3.2 二次回弹公式
        2.3.3 回弹半径一般表达式
        2.3.4 回弹公式的选取及最终表达式
    2.4 侧轮的位移
    2.5 本章小结
第3章 型材滚弯成形过程的有限元分析
    3.1 基于ABAQUS滚弯成形仿真流程描述
    3.2 滚弯成型的仿真模型
        3.2.1 建立几何模型
        3.2.2 定义材料属性
        3.2.3 建立分析步
        3.2.4 定义相互作用
        3.2.5 创建边界条件
        3.2.6 划分网格
        3.2.7 创建作业
    3.3 滚弯成型仿真结果分析
        3.3.1 滚弯成形过程中应力变化
        3.3.2 滚弯成形过程中应变变化
        3.3.3 曲率半径测量
        3.3.4 目标曲率半径与仿真结果对比
    3.4 本章小结
第4章 数控四轴型材滚弯机总体设计
    4.1 设计要求
        4.1.1 功能要求
        4.1.2 技术指标
    4.2 滚弯机总体结构
    4.3 工作辊系布局设计
        4.3.1 工作辊系运动关系
        4.3.2 工作辊系布局设计
    4.4 传动系统设计
        4.4.1 主动轮传动组件设计
        4.4.2 推力轮及输入、输出轮传动组件设计
    4.5 电机选型
        4.5.1 主动轮电机选型
        4.5.2 推力轮电机选型
        4.5.3 输入、输出轮电机选型
    4.6 滚轮工装设计
    4.7 本章小结
第5章 测控系统方案设计
    5.1 设计要求
    5.2 测量仪器设计
        5.2.1 测量原理
        5.2.2 仪器结构设计
    5.3 控制系统方案设计
        5.3.1 逻辑原理设计
        5.3.2 电气原理设计
        5.3.3 设备连接图
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]型材变曲率滚弯成形工艺研究[D]. 陈凌霄.燕山大学 2016
[2]斜交角对斜高墩承载性能的影响研究[D]. 陶伟.长沙理工大学 2012
[3]Z形型材滚弯成形有限元模拟及数值分析[D]. 陈高翔.西安理工大学 2010
[4]型材滚弯成形研究[D]. 周养萍.西安理工大学 2007
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本文编号：3475425