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大型汽车覆盖件模具多轴淬火机床数控编程技术研究
| 论文题名： | 大型汽车覆盖件模具多轴淬火机床数控编程技术研究 |
| 关键词： | 汽车覆盖件模具;多轴淬火机床;高频感应加热;数控编程 |
| 摘要： | 汽车覆盖件模具是汽车工业生产的基础工艺装备，有上万次的使用要求，属于长寿命使用产品。模具在使用过程中承受较大的交变载荷，如何延长汽车模具的使用寿命，保证覆盖件的成型精度成了一个迫在眉睫的问题。对汽车覆盖件模具表面进行淬火处理，可使其具有较好的硬度及耐磨性，延长使用寿命。传统的热处理设备工作效率低且质量不稳定，满足不了汽车覆盖件模具淬火的需求。由于汽车覆盖件模具表面多为复杂的空间曲面，需要采用基于高频感应加热的多轴数控淬火机床提高汽车覆盖件模具表面的淬火效率和淬火质量。因此，针对汽车覆盖件模具多轴淬火机床的数控编程技术进行研究是非常有必要的。本文主要研究内容有： （1）多轴高频感应淬火机床的运动学建模。为了提高淬火效率，高频感应淬火线圈外形设计成与模具表面相吻合的成形面。在对汽车覆盖件模具淬火过程中，对平面轨迹的淬火，采用五轴联动方式可以完成；而当模具淬火的轨迹为复杂的空间轨迹时，由于淬火线圈外形为成形面，需控制感应线圈底面的切向方向与模具型面切向方向保持一致，因此必须采用六轴联动的机床结构。针对上述情况，分别建立五轴联动淬火机床模型和六轴联动淬火机床运动学模型。采用双矢量法对六轴机床运动学的A、B、C三个旋转轴的旋转角进行求解。 （2）多轴淬火机床的后置处理研究。在已知汽车覆盖件模具三维实体模型的情况下，采用CAD/CAM自动编程技术，同时考虑淬火距离对感应线圈偏置的要求，开发了后置处理算法，并对旋转轴旋转角进行合理选择，保证淬火轨迹连续性。结合后置处理算法和淬火工艺，基于VC++6.0开发专用的后置处理器，将刀位文件中刀位点坐标、刀轴矢量转换成数控程序。通过VERICUT对淬火轨迹进行仿真，验证后置处理算法的正确性以及后置处理器的实用性。 （3）多轴淬火机床的示教编程研究。针对无汽车覆盖件模具三维实体模型的情况，基于PMAC开放式数控系统，开发了示教编程软件模块，编写示教编程的人机界面。结合淬火工艺对淬火轨迹进行分段及重要示教点进行定义，通过数控机床的手控单元完成淬火轨迹的手动示教编程，实现淬火轨迹上示教点的采集、淬火参数的设置及淬火轨迹控制程序的自动生成。 （4）对汽车覆盖件模具进行淬火实验，验证了后置处理算法的正确性以及示教编程的实用性。表明多轴淬火机床可以胜任复杂模具表面淬火的要求。 |
| 作者： | 闫赛赛 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 高峰;解瑞东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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