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凸轮电化学机械光整加工技术及控制系统研究

作　者: 李海滨
导　师: 周锦进
学　校: 大连理工大学
专　业: 机械制造及自动化
关键词: 光整加工电化学机械凸轮表面质量数控
分类号: TG665
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 61次
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内容摘要

随着科学技术的发展,对零件的精度和表面质量要求越来越高。零件表面质量对零件的耐磨性、抗疲劳强度、接触刚度等使用性能和寿命有很大的影响。凸轮轴作为内燃机发动机及汽车发动机等其它内燃机的关键零件,对凸轮的表面质量和力学性能要求很高。电化学机械光整加工作为一种拥有巨大发展潜力的工艺方法,可以有效地改善零件表面质量,进而提高零件的使用性能及寿命。本文在课题组研究的基础上,对电化学机械光整加工技术进行了深入研究,并针对大连机车车辆厂E型凸轮轴凸轮表面粗糙度技术规定的要求,提出并实现了将电化学机械光整加工技术应用到凸轮表面。首先根据凸轮从动件类型、尺寸及升程表数据推导出凸轮的实际(要求最终加工所得到的理想)轮廓曲线方程,并根据凸轮实际轮廓曲线方程、凸轮轴参数等数据推导出凸轮光整加工的联动坐标。然后根据电化学机械光整加工过程的基本规律,研究了凸轮表面电化学机械光整加工工艺;本文将数控技术引入到非传统加工以满足实际加工和大规模现代化生产的需要,在控制系统选用上,我们选用“PC+运动控制卡”的方案。首先研究了凸轮光整加工的数控模型,并且设计了控制系统的硬件结构。在硬件设计的基础上,使用面向对象的VC++编程语言进行软件开发工作,根据用户的需求和加工要求,完成了系统软件的总体结构设计,并成功地实现了各个模块的功能。本文实现了微机控制的凸轮表面电化学机械光整加工工艺,不仅能满足凸轮加工精度的要求,而且还获得了高的表面质量,经过该工艺加工后的凸轮表面粗糙度可达到Ra0.029μm。该工艺简单可靠,成本较低,实现了加工的自动化,具有良好的应用前景。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 选题背景及意义  8-11
    1.1.1 凸轮表面光整加工方法及其存在问题  9-11
    1.1.2 选题的意义  11
  1.2 电化学机械光整加工国内外研究现状  11-14
  1.3 开放式数控系统的发展  14-15
  1.4 本文研究的主要内容  15-16
2 电化学机械凸轮表面光整加工工艺研究  16-28
  2.1 电化学机械光整加工的基本原理和机理  16-17
    2.1.1 电化学机械光整加工的基本原理  16
    2.1.2 电化学机械光整加工机理  16-17
  2.2 电化学机械光整加工过程的基本规律  17-22
    2.2.1 电化学作用规律  18-19
    2.2.2 机械作用规律  19-22
  2.3 凸轮表面电化学机械光整加工方法的实现  22-24
  2.4 凸轮表面电化学机械光整加工实验研究  24-27
    2.4.1 实验条件  24
    2.4.2 主要影响参数的研究  24-27
    2.4.3 加工结果  27
  2.5 本章小结  27-28
3 凸轮加工数据  28-36
  3.1 凸轮从动件升程曲线的拟合  28-30
  3.2 凸轮轮廓曲线方程  30-33
    3.2.1 凸轮理论轮廓曲线方程  31-32
    3.2.2 凸轮实际轮廓曲线方程  32-33
  3.3 凸轮加工数据的获得  33-35
  3.4 本章小结  35-36
4 系统硬件结构设计  36-48
  4.1 系统硬件总体结构设计  36-37
  4.2 Trio数字运动控制器  37-39
    4.2.1 PCI208运动控制器  37-39
    4.2.2 相关配套软件  39
  4.3 CNC硬件结构设计  39-41
  4.4 伺服系统设计  41-47
    4.4.1 步进电机模块  41-43
    4.4.2 数控机床对伺服系统的要求  43
    4.4.3 伺服系统类型  43-45
    4.4.4 凸轮电化学机械光整加工伺服系统设计  45-46
    4.4.5 凸轮轴的定位  46-47
  4.5 本章小结  47-48
5 系统控制软件的设计与开发  48-58
  5.1 系统软件功能分析  48-49
  5.2 系统软件用户需求  49
  5.3 软件编程环境与工作原理  49-51
    5.3.1 软件编程环境  49-50
    5.3.2 编程环境的设置  50
    5.3.3 软件的工作原理  50-51
  5.4 系统软件的模块化设计  51-57
    5.4.1 系统软件功能模块图  51-52
    5.4.2 系统软件主要模块的实现  52-57
  5.5 本章小结  57-58
6 结论与展望  58-60
  6.1 结论  58
  6.2 展望  58-60
参考文献  60-62
附录 A程序部分代码  62-72
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  72-73
致谢  73-74

凸轮电化学机械光整加工技术及控制系统研究

内容摘要

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