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重型曲轴旋风刀架性能测试系统的研究

作　者: 齐洪宇
导　师: 富宏亚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 测试系统数据采集有限元串口通信 PIC单片机
分类号: TG547
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 32次
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内容摘要

分体开合式旋风刀架是数控重型曲轴铣车复合加工中心的关键部件,其性能优劣对大型曲轴的加工精度具有直接的影响,本文通过构建旋风刀架性能测试系统来完成对旋风刀架中关键的性能指标的测试,以确保旋风切削刀架的切削性能。根据旋风切削刀架的结构特点,分析影响旋风刀架主要性能的关键技术指标,即切削过程中的工件的振动性能、U轴精密进给精度、刀架与刀盘开合的重复定位精度,制定测试任务,针对测试任务制定测试系统方案。利用UG仿真软件对旋风刀架关键零部件进行三维建模,组装成装配体模型,并通过ANSYS有限元分析软件对旋风刀架三维模型进行有限元分析,主要包括静力学分析和模态分析。在理论上得到旋风切削刀架装配体的应力分布、变形分布、前六阶振型及相应固有频率。根据测试系统方案,采用研华USB-4711A数据采集器与Kistler微型加速度计进行工件振动性能测试,采用PIC16F877A单片机与Heidenhain光栅长度计进行U轴进给精度测试,通过测试系统软件来控制数据采集。测试软件采用VC6.0进行编制,负责控制数据采集,进行数据的接收与处理,并能够实现图形绘制、数据输出等功能。最后通过测试实验,完成对旋风刀架主要性能的测试,并对测试数据进行数据处理,分析测试结果是否符合精度指标要求。同时,通过测试实验也验证了测试方案与测试系统的正确性与可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题来源  8-9
  1.2 课题研究的目的和意义  9-10
  1.3 国内外发展现状及分析  10-13
    1.3.1 测试系统发展现状  10-12
    1.3.2 有限元技术发展现状  12-13
  1.4 课题研究内容与本文结构  13-14
第2章测试系统分析与设计  14-26
  2.1 旋风刀架测试任务分析  14
  2.2 各精度指标测试方案  14-15
  2.3 测试系统方案  15-16
  2.4 测试实验装置结构  16-17
  2.5 旋风刀架三维模型的建立  17-18
  2.6 旋风刀架静力学特性分析  18-23
    2.6.1 基本属性设置  19-21
    2.6.2 模型加载与边界条件设置  21
    2.6.3 静力学结果分析  21-23
  2.7 旋风刀架模态分析  23-25
  2.8 本章小结  25-26
第3章测试系统软件开发  26-36
  3.1 测试系统软件概述  26
  3.2 测试系统软件各功能模块的实现  26-32
    3.2.1 测试系统中各硬件的性能与工作原理  26-29
    3.2.2 振动加速度信号采集  29-30
    3.2.3 长度计位移信号采集  30-32
    3.2.4 图形绘制的实现  32
  3.3 测试系统软件界面设计  32-33
  3.4 测试软件的调试  33-35
  3.5 本章小结  35-36
第4章旋风刀架性能测试  36-50
  4.1 振动性能测试  36-42
    4.1.1 数据采集  36-39
    4.1.2 数据处理  39-42
  4.2 U 轴进给精度测试  42-46
    4.2.1 数据采集  42-45
    4.2.2 数据处理  45-46
  4.3 重复定位精度测试  46-48
  4.4 本章小结  48-50
结论  50-51
参考文献  51-56
致谢  56

重型曲轴旋风刀架性能测试系统的研究

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