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弹簧钢板销数控复合钻削加工机床系统研究
| 论文题名： | 弹簧钢板销数控复合钻削加工机床系统研究 |
| 关键词： | 弹簧钢板销;复合钻削;加工机床系统;主轴径向跳动;钻削动特性 |
| 摘要： | 弹簧钢板销是汽车上的关键零部件之一，其加工工艺主要采用钻削加工。目前市场上的钻削机床不能完全满足提高弹簧钢板销生产效率并降低生产成本的需求。本文设计了多工位复合钻削加工机床，并针对目前钻削负载建模研究中存在的计算误差大、负载动特性预测精度低等问题，以该弹簧钢板销加工机床为实验平台，提出了复合钻削负载动态模型。基于斜角切削理论，提出了副切削刃的刮削模型和复合刀具倒角刃负载模型，同时考虑其加工过程中主轴的径向跳动对复合钻削的负载影响，对所建复合钻削负载动态模型进行了进一步优化。 首先，对弹簧钢板销加工机床的系统组成、工作原理及机床性能指标进行分析的基础上，从机械、电气和液压三个方面对机床进行了设计。机床机械结构部分主要包括各个机构的组成、安装以及主轴负载的计算；电气控制部分主要包括实现机床运动控制的电气控制系统以及关键电气元件选型计算等；液压部分主要对重要液压元器件进行了选型计算。 基于机床设计，本文根据斜角切削理论，采用基于刀屑界面摩擦行为的切削力模型，对复合刀具的主切削刃和倒角刃进行了建模分析。并提出了副切削刃刮削的负载模型，对于复合钻削的横刃则考虑其进给速度对工作角的影响建立了横刃切削模型。综合考虑其复合钻削过程中主轴径向跳动对复合钻削负载的影响，进一步对所构建的复合钻削模型进行了优化，提出了优化后的复合钻削动态负载模型。 搭建了G-H041复合钻削专机实验台，并编写了加工程序，利用SCOUT监控程序对复合钻削加工的负载进行实时采集。利用所采集的实验数据，在MATLAB软件中进行了参数拟合计算得到其仿真负载曲线，并与实验负载曲线进行了对比分析。主要讨论了主轴径向跳动对复合钻削负载的影响，分析了副切削刃和倒角刃在复合钻削过程中的负载动特性。研究结果验证了本文所构建的复合钻削模型的有效性和准确性。 |
| 作者： | 李江连 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张志霄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 杭州电子科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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