轧辊车床的数控化改造

根据轧辊结构特点和轧辊加工的技术特点,针对普通卧式车床提出数控改造方案,对车削进给机构参数及加工路线进行了研究。     

基于双刀架进给机构的活塞车削技术

活塞是内燃机的关键零部件,外形一般为中凸变椭圆形,横截面为椭圆形,其中横截面是加工中的难点。在单刀架进给机构的基础上,设计了双刀架进给机构,分别为四工位刀架和直线刀架。直线刀架由高频率的直线电机驱动,进行活塞横截面的车削加工。最后将Matlab工具处理的活塞数据与活塞加工软件处理的数据对比,证明基于双刀架进给机构的数控车削技术能满足活塞加工的精度要求,从而解决了单刀架进给机构进给频率低,加工平稳性差的问题。     

非圆截面零件数控加工中参数编程方法的研究

针对非圆截面零件异型轧辊环状孔型的数控加工工艺要求,利用西门子数控系统,分析了异型轧辊环状孔型曲线的加工策略和加工过程中刀具的位置,建立了异型轧辊环状孔型曲线的数学模型,定义了 R 参数,并给出了参数编程方法.编程实例表明,该编程方法工作可靠,工作量小,工作效率高.为 R 参数编程方法在非圆截面零件数控加工中的实际应用提供了技术支持.     

轧辊环状孔型曲面的建模与数控加工

本文介绍了两种方法，对列表离散点，根据实际需要来选取拟合方法生成曲线，并以样条线为过渡实现曲线间的平滑拼接。在此基础上，根据自由曲面扫描生成原理和环孔轧辊实体间的拓扑结构，生成了光顺的环状孔型工作面。实现了环孔轧辊数控加工工艺参数的智能选择和模拟加工。     

圆弧车刀数控强力曲面车削用量的极值法

以广义泰勒公式和切削稳定条件极限宽度为约束条件，以金属切削率为目标函数，用极值法推导出圆弧车刀强力车削时不发生颤振时选择切削参数的计算式。通过数值解和数控编程结合，为圆弧车刀在数控加工中提高加工效率提供了一种新的办法。     

高速钢轧辊在孔型加工时刀具和切削用量如何选择

轧辊的硬度提高后，轧辊的加工难度就相应增加，对用于线、棒材轧机高速钢轧辊的孔型加工，特别是轧制螺纹钢轧辊在重复使用时的切削加工，由于是断续切削，其加工难度更大，因此，选用合理的加工刀具和切削用量是决定高速钢轧辊能否在线棒材轧机上正常使用的先决条件。     

数控车削模拟编程系统的研究

介绍了自主开发的数控车削模拟编程系统。该系统根据数控车削加工的特点实现了数控源程序编辑、代码检验解释、加工过程仿真等功能，在计算机上实现了数控车削编程和仿真加工的全过程。     

ZL450轴承轧钢机高强度轧辊超声切削加工实验研究

针对ZL450轴承轧钢机高强度轧辊加工困难问题,采用振动超声车削方法对其进行加工实验研究,通过实验对工艺参数进行了优化,获得了超声切削36CrNi4MoVA材质轧辊车削加工新工艺方法.同时也证明了超声振动车削高强度材料的可行性和高效性.     

发动机椭圆截面活塞车削进给运动的分析研究

分析了椭圆截面车削进给运动的特点,通过建立椭圆截面车削进给的数学模型,以椭圆截面活塞零件的车削为例,定量地分析进给速度随零件非圆截面周向位置变化的规律,椭圆截面车削运动进给速度取决于回转速度n与工件截面的型线函数,工件转速愈高,则进给机构的往复进给速度愈大.     

数控车削刀尖半径补偿与加工误差分析

重点分析数控车削编程与加工中车刀刀尖圆弧半径对加工误差的影响情况,介绍数控车削系统刀尖半径补偿方法。     

无侧隙端面啮合蜗杆副瞬态动力学分析

为了获得无侧隙端面啮合蜗杆副的动力学特性,分析不同结构类型的蜗杆之间承载能力、变形间的关系。利用有限元法,建立蜗杆端面啮合杆副的动力学分析模型,对啮合瞬间进行瞬态动力学分析。首先,根据建立的端面蜗杆的动力学模型,进行瞬态动力学分析,分别得到端面啮合蜗杆副的接触应力、等效应力和总变形。其次,对无侧隙端面啮合蜗杆副的动力学特性进行理论分析与比较,分别比较分析无侧隙端面啮合蜗杆副与无侧隙环面蜗杆副、无侧隙端面啮合蜗杆副与双滚子端面啮合蜗杆副的瞬态动力学性能及变形的情况。结果表明：有限元分析中端面啮合蜗杆副的应力、应变云图表明,啮合瞬间,蜗轮蜗杆至少同时啮合8对齿,可以清晰地看到最大应力在齿顶;同等条件下,端面啮合蜗杆副的接触应力较无侧隙双滚子包络环面蜗杆减小超过33%;端面啮合蜗杆副的最大等效应力仅为无侧隙双滚子包络环面蜗杆的22%;端面啮合蜗杆副较双滚子端面啮合蜗杆副具有较强的抗变形能力,当t≥0.056 5 s双滚子端面啮合蜗杆副随时间变形影响显著。几种新型蜗杆副的分析和比较可以反映其动/静力学特性,从而为该新型蜗杆在减速器等领域中的应用提供理论依据和工程应用价值。     

滚柱活齿传动的啮合建模与仿真

作者应用齿轮啮合原理,对滚柱活齿传动啮合副的啮合运动进行了研究,建立了该类活齿传动各啮合副的啮合方程,采用可视化编程开发了滚柱活齿传动的动态演示系统。     

圆柱滚子包络蜗杆传动不同啮合方式的性能分析

为分析圆柱滚子包络环面蜗杆不同啮合方式对蜗杆传动性能的影响,基于微分几何与空间啮合原理建立圆柱滚子包络蜗杆传动的啮合方程;通过选取蜗轮旋转角得到普通环面、端面、内啮合3种典型蜗杆传动,利用诱导法曲率方程和润滑角方程对蜗杆传动进行啮合与润滑性能分析。研究结果表明:3种不同啮合方式的蜗杆润滑性能由高到低依次为圆柱滚子包络内啮合蜗杆、圆柱滚子包络端面蜗杆、圆柱滚子包络环面蜗杆;3种结构在啮合性能上无明显差距。该研究对滚子包络蜗杆传动的不同啮合段和参数的选取提供了参考。     

基于PC＋DSP的滚齿数控系统的开发

随着社会和工业领域对齿轮加工质量和加工效率要求的不断提高,对滚齿数控系统提出了更高要求。鉴于目前滚齿机虽应用广泛,但仍以传统的机械式滚齿机为主,滚齿数控系统发展相对滞后,不能满足齿轮加工的要求,提出了对滚齿机进行数控系统的开发,在对传统滚齿机数控系统深入分析的基础上,将展成运动和分度运动纳入数控的思想。借助PC机和DSP芯片进行了滚齿数控系统模型结构设计,完成了数控系统硬件设计并进行了相应的软件设计,实现了软硬件之间的串口通信。并进行了相应的程序设计。系统的创新点是实现了一般位移和展成、分度运动的全数控化,充分发挥了DSP强大的运算能力和高速性。试验表明,该系统实现了对展成和分度运动的精确控制,达到了预期效果。     

准双导程锥蜗杆传动研究

提出和建立了准双导程锥蜗杆传动的概念与方法。蜗轮蜗杆构成的传动仍然建立在空间相错轴螺旋齿轮传动原理基础上。蜗杆的两侧齿面是两个螺旋角不等的阿基米德螺旋面,是一种等导程锥螺杆。蜗轮蜗杆传动啮合状态等效于双导程锥蜗杆传动,它在两个基圆柱公切面内形成近似直线接触。准双导程锥蜗杆传动,蜗杆可以在车床上采用类似于切削锥螺纹的方法完成加工,配对的锥蜗轮利用标准模数齿轮滚刀实施切齿加工,使工程实施更为简便。分析了阿基米德螺旋面替代渐开螺旋面的误差及其影响因素,推导了蜗杆与蜗轮相关几何参数计算公式。在已经建立的传动副设计方法基础上,完成样件加工和初步传动试验。     

一种新型加工弧面凸轮专用数控铣床的模块化设计

针对当前国内孤面凸轮加工专用数控机床的缺陷,在参考普通数控铣床结构的基础上,采用模块化设计思想,通过分析论证,重新设计出较为科学合理的五轴联动加工弧面凸轮专用数控铣床,基本弥补了国内现有加工弧面凸轮专用数控机床的缺陷．     

滚珠环面蜗杆副的传动特性

通过对滚珠环面蜗杆副滚珠的运动速度、运动轨迹的分析,得到该型传动副的传动特性,同时确定了滚珠的滑移运动方向及其对传动效率和承载能力的负面影响,为滚珠蜗杆副承载能力分析及齿面滚道参数设计提供了理论依据     

园环面型二次包络环面蜗杆副的啮合理论研究和参数选择

啮合理论的研究是二十世纪以来才得到充分重视而发展起来的、它是促进齿轮工业迅速发展的重要因素之一,本文提出的园环面型二次包络环面蜗杆副是继 ZA、ZC、TA、TP、TK 等蜗杆副之后推出的具有最新齿形的环面蜗杆副。文中主要论述了该蜗杆副的齿形理论、接触性能、参数分析和选择,以及对啮合理论的研究成果。     

交错轴双滚子包络环面蜗杆传动啮合分析

为了消除环面蜗杆传动的齿侧间隙,提高其传动的精度和效率,分析了传统消隙蜗轮副的不足,在无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动研究基础上提出一种交错轴双滚子包络环面蜗杆传动,采取双排滚子错位布置,且滚子轴线与蜗轮径向偏转一定角度。阐述了交错轴双滚子包络环面蜗杆传动的工作原理,依据空间齿轮啮合理论和微分几何理论,采用运动学法建立了蜗杆副的动静坐标系及接触点处的活动坐标系,推导了该新型环面蜗杆齿面方程和蜗轮齿面接触线方程,并导出了该传动的一界函数、诱导法曲率、润滑角及自转角等齿面啮合参数计算公式。最后运用matlab软件进行了数值仿真,并分析了滚柱偏置距离c2、滚柱半径R、交错角γ等参数对该蜗杆传动啮合性能的影响。仿真实例表明:要使该传动保持良好的接触性能和润滑性能,c2不宜超过10 cm,R在8～15 cm之间,γ在28°～50°之间。