五轴双铣刀数控机床系统及加工精度的研究

发布时间：2017-07-18 04:15

  本文关键词：五轴双铣刀数控机床系统及加工精度的研究

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【摘要】：随着塑料机械行业的快速发展,市场对塑料机械的加工精度、数控控制方法的要求越来越高,而螺杆机械在该行业内所占比重日益剧增。螺杆作为塑料机械的核心构件,其长径比、压缩比、表面精度及其螺旋面的形状影响塑料塑化的品质。因此设计出一套高效率、高精度加工螺杆的设备成为当前的重要研发方向之一。结合刀具螺旋面与螺杆螺旋面的啮合原理,构建包络面数学模型,并通过数控系统来实现基于包络面的加工方法来加工螺杆,是当前的主要研究方向之一。五轴双铣刀数控机床为加工螺杆带来极大的便利,不仅提高其加工效率,而且相对于三轴单铣刀数控机床来说,它采用了两个刀架来替代单个刀架,从而增大了工件的支撑力以及工件轴向长度上限值,进而提高螺杆材料长径比,加工出来大长径比的螺杆可以让热稳性佳的塑料塑化更加均匀。在研发五轴双铣刀数控机床中,它的关键技术难点在于包络法螺旋面数学模型的设计、加工精度的提高、刀架刀具的装配以及友好人机界面的设定。基于包络方程式,利用编程软件来搭建五轴相对运动的数据中心,从而设计出五轴双铣刀机床运动程序,并采取图形编程语言LabVIEW进行编制,进行五轴双铣刀数控系统软件平台与硬件的对接,是研发创新点之一。其中,通过空间啮合理论来设计螺旋面的形成是研发过程中的重点。分析刀具旋转面与工件螺旋面啮合的关系,构建空间啮合方程,求出啮合界限点条件式,缩减螺杆加工时产生的误差,提高螺杆表面加工精度。在刀具装配不当产生的过渡表面中,刀具轴线与工件轴线的夹角以及其二者中心距的设计是消除过渡表面产生的重要参数,故对于刀架刀具与铣床的定位组装是研发创新点之二。在铣床加工螺杆过程中,友好的人机界面是提高工作效率与降低劳动强度的主要因素之一,而分析影响人机界面设计的主要因素有界面的美观和操作逻辑。
【关键词】：包络面 加工精度 刀具定位 五轴铣床 人机界面
【学位授予单位】：五邑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景情况9-10
• 1.2 国内外数控机床研究现状及发展动态10-11
• 1.3 课题研究的目的、意义及主要内容11-13
• 1.3.1 课题研究的目的11
• 1.3.2 课题研究的理论意义与应用价值11-12
• 1.3.3 课题研究的主要内容12-13
• 1.4 章节小结13-14
• 第二章 五轴机床加工对象的参数化分析14-20
• 2.1 专用五轴机床加工对象的概述14
• 2.2 螺杆参数化分析14-19
• 2.2.1 螺杆在挤出机上的运用14-16
• 2.2.2 螺杆参数性能的分析16-18
• 2.2.3 几种专用螺杆设计介绍18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 五轴双铣刀数控机床系统20-32
• 3.1 五轴双铣刀数控机床机械特性20-22
• 3.2 五轴双铣刀机床数控系统22-25
• 3.2.1 五轴机床数控硬件简介22-23
• 3.2.2 五轴机床数控软件开发平台简介23-24
• 3.2.3 五轴数控机床核心控制卡24-25
• 3.3 五轴双铣刀机床单轴编程设计25-31
• 3.3.1 单轴编程的设计思路25-26
• 3.3.2 基于G语言的单轴编程应用26-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 基于包络法螺旋面的设计32-44
• 4.1 包络法与点轨迹法的对比32-33
• 4.2 空间包络啮合模型描述33
• 4.3 包络螺旋面在五轴双铣刀机床上的应用33-42
• 4.3.1 包络螺旋面的形成33-39
• 4.3.2 五轴双铣刀机床各轴关系的建立39-40
• 4.3.3 五轴双铣刀机床包络法加工的程序实现40-42
• 4.4 本章小结42-44
• 第五章 五轴双铣刀机床刀具对加工精度的分析44-50
• 5.1 五轴双铣刀机床刀具的筛选44-45
• 5.2 影响加工精度的刀具误差分析45-47
• 5.2.1 对刀误差分析45
• 5.2.2 夹具误差对工件精度的影响45-46
• 5.2.3 加工过程中刀具对工件精度的影响46-47
• 5.3 刀具误差补偿47-49
• 5.4 本章小结49-50
• 第六章 五轴双铣刀数控机床人机界面友好设计50-56
• 6.1 人机界面的概述50
• 6.2 五轴机床友好人机界面设计过程50-55
• 6.2.1 分析专用五轴机床的程序51
• 6.2.2 收集用户使用习惯信息51
• 6.2.3 友好人机界面的设计51-55
• 6.2.4 实际调试与改进55
• 6.3 本章小结55-56
• 结论与展望56-58
• 1 结论56-57
• 2 展望57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士期间发表论文62-63
• 致谢63-64
• 附录64-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 叶丽;冯高头;;试切法加工中常见尺寸误差的原因分析及解决方法[J];机械工人.冷加工;2006年03期

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3 常明清;张良;李广;;五轴双铣刀数控组合机床[J];机械;2014年11期

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中国硕士学位论文全文数据库 前4条

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本文编号：555998