【摘 要】
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叙述了弧面分度凸轮机构的研究现状及研究与生产中存在的问题,在调研的基础上,提出了弧面分度凸轮数控加工机床的设计要求,并逐分析了5种可供选择的设计方案,在权衡各方案优
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叙述了弧面分度凸轮机构的研究现状及研究与生产中存在的问题,在调研的基础上,提出了弧面分度凸轮数控加工机床的设计要求,并逐分析了5种可供选择的设计方案,在权衡各方案优缺点的基础上,确定了最终方案:采用卧式结构,三轴联动,工件与刀具的回转进给运动分别通过数控分度头和回转工作台实现,纵向运动和中心距调整通过XY十字工作台实现,并采用电主轴和变频调速技术.根据弧面分度凸轮廓形加工的特点,建立了回转进给立铣刀切削力模型,提出了切削力和切削功率计算公式,为切削力和切削功率的计算以及结构设计和电机选型提供了技术支持,也为今后对加工系统进行动力学分析奠定了基础.坚持尽量采用由专门化制造商生产的标准部件和通用部件的设计原则,对采用的数控分度头、回转工作台、XY十字工作台、电主轴及数控系统和变频器进行了选型.设计了卸荷装置、切深机构、锁紧机构、支承件等所有非标准(通用)零部件,完成了整台机床的全部设计任务.通过对弧面分度凸轮廓形加工运动的分析,利用刀具轴线轨迹曲面、滚子轴线轨迹曲面、廓形曲面互为等距曲面的性质,得出了利用具有两个回转轴和一个直线轴的三轴联动数控铣床,可以实现弧面分度凸轮廓形的非等径加工的结论,并导出了非等径加工的编程坐标计算公式.建立了非等径加工自动编程应用程序框架,实现了自动编程.利用非等径加工自动编程应用软件,可以根据刀具的直径的变化和磨损量及时更新加工程序,不但能够保证加工精、延长刀具的使用寿命,还能减少了刀具库存的种类,降低刀具费用.弧面分度凸轮廓形的非等径加工是一种具有推广价值的加工方法.通过对圆柱分度凸轮廓形近似加工的分析,导出了近似加工NC程序坐标的计算公式.建立了圆柱分度凸轮廓形近似加工理论加工误差模型,并导出了误差计算公式.圆柱分度凸轮廓形的近似加工,拓展了该机床的功能范围,使得该机床不仅能够精确、高效加工弧面分度凸轮,还实现了一机多用的目标,提高了专门化数控机床的通用性.
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