数控深孔螺旋拉削控制系统设计与实现

发布时间：2017-10-02 03:19

  本文关键词：数控深孔螺旋拉削控制系统设计与实现

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【摘要】：深孔螺旋槽就是在长径比大于30以上的圆管内壁按照特定的曲线方程和截面型线加工出来的槽线,典型的零件有火炮身管膛线、等壁厚螺杆钻具定子、螺旋花键等。膛线加工自不必说,属于必须保证的产品,而且随着火炮武器要求的提高,膛线的加工也越来越困难,产品试制也越来越快,操作人员依赖性越来越高等;相较于膛线,等壁厚螺杆钻具定子的精度有所降低,但是其截面的单边切深接近20mm,导程角也较大,加工中对设备和控制系统也提出了新的要求。无论是火炮身管的膛线还是等壁厚螺杆钻具定子的内螺旋曲面,都需要先进的加工设备来保证,随着数控化水平的提升,采用数控设备加工此类产品的优势越发明显,符合我国未来智能制造发展的方向,有效提升我国深孔螺旋拉削加工的水平。本文首先结合典型的零件如火炮身管膛线和等壁厚螺杆钻具定子的特点描述了深孔螺旋曲面的结构特点,并以此分析了目前常用的加工手段,如钻镗、电解、热轧和拉削,和各自的优劣势,从而提出本文已成功在火炮身管的膛线加工中有效应用的拉削方法的优势。在此基础上,结合数控深孔螺旋拉削装备的结构特点和功能需求,开展设计了数控深孔螺旋拉削控制系统,并具体开展了其硬件部分和软件部分的设计。相较于使用通用系统外加数据采集的方式,本项目研制的控制系统虽然专用性强,但有效解决了目前数控深孔螺旋拉削设备采用通用系统编程困难、数据开放性不强、操作人员使用不便等诸多问题。同时,通过样机的开发以及等壁厚螺旋拉削定子加工试验等,可以看到设备运行良好、加工的样件精度符合设计要求,有效证明了此控制系统的功能完备,具备了工程化基础,可进一步向多种深孔螺旋特征零件加工领域推广。
【关键词】：深孔 螺旋 数控 拉削
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG57;TJ305
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 数控深孔螺旋拉削的现状10-13
• 1.1.1 火炮身管膛线的加工10-11
• 1.1.2 等壁厚螺杆钻具定子的加工11-13
• 1.2 问题提出13
• 1.3 研究内容及创新点13-15
• 第二章 典型零件深孔螺旋槽的结构特点15-21
• 2.1 火炮身管膛线的结构特点15-16
• 2.2 等壁厚螺杆钻具的结构特点16-19
• 2.3 典型的加工工艺19-20
• 2.4 小结20-21
• 第三章 控制系统总体方案设计21-33
• 3.1 数控深孔螺旋拉削装备结构21-24
• 3.2 控制系统架构24-29
• 3.3 控制系统硬件设计方案29-31
• 3.4 控制系统软件设计方案31-32
• 3.5 小结32-33
• 第四章 控制系统硬件设计33-48
• 4.1 数控系统33-43
• 4.2 进给轴位置检测元件43-45
• 4.3 数据采集系统45-46
• 4.4 机床电器控制线路46-47
• 4.5 为用户预留的其它电源和数据接口47
• 4.6 其它需要控制的机电设备47-48
• 第五章 控制系统软件设计48-64
• 5.1 可重组数控软件模块及实时性操作系统49-51
• 5.2 基于梯形丝杠、大功率交流变频器和位置传感器构成的主传动/主进给全闭环位置控制方式51-52
• 5.3 数学模型建立和参数输入与数据处理52-54
• 5.4 误差补偿和校正54
• 5.5 线型加工的模拟54-55
• 5.6 加工数据的实时性保障55-56
• 5.7 数控系统的可靠性保障56-60
• 5.8 内嵌电子凸轮控制60-61
• 5.9 数据采集、交换与存储61-64
• 第六章 控制系统的实现与应用效果64-70
• 6.1 控制系统的实现64-65
• 6.2 样机应用效果65-70
• 第七章 结论70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-74
• 在学期间取得的与学位论文相关的研究成果74-76

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本文编号：957263