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铁路客车轴承滚子精密磨削在线检测技术研究

作　者: 韩宇
导　师: 张洛平
学　校: 河南科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 在线检测滚子精密磨削雷尼绍测头
分类号: TH133.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

滚子是组成轴承的重要零部件之一，其质量的好坏往往很大程度上影响轴承的使用寿命和动态性能等。近年来，伴随着铁路客车的普遍提速，列车对铁路客车轴承的品质要求也越来越高。传统的铁路客车轴承滚子的磨削加工通常采用离线测量的方法检测滚子的质量，这不仅降低生产效率，且多次装夹所造成的误差使得同批次滚子的互换性降低。针对现有磨削加工后离线测量滚子的诸多不便，本文研究设计了一套基于一种数控滚子磨床的在线检测系统。本文所述的数控滚子磨床是一种采用CBN砂轮的通过控制滚子运动轨迹来实现磨削加工的数控滚子磨床，该磨床采用点接触磨削，一次装夹可完成整个滚子素线面的加工。本文的重点是研究并设计了基于该数控滚子磨床的在线检测系统。本文在基于所述的数控滚子磨床的基础上，借用已有的部分硬件，确定了在线检测系统的总体方案；设计了在线检测系统的测架机构，运用固高公司的嵌入式运动控制器、雷尼绍公司的LP2测头以及安川伺服电机等构成在线检测系统的硬件平台；在Windows XP操作环境下运用VC++软件平台编写系统专用的测量软件；最终，将软件硬件结合起来实现了铁路客车轴承滚子精密磨削加工的在线检测。研究并设计了试验方法。通过间接的方法，从所述的数控滚子磨床加工过的合格产品中，随机抽取一定数量的样本，在三坐标测量仪上测量，从检测结果的合格率上验证在线检测系统的准确性和可靠性。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第1章绪论  7-13
  1.1 课题背景及意义  7-9
  1.2 在线检测技术的发展历程及国内外研究现状  9-11
    1.2.1 国外研究现状  9-10
    1.2.2 国内研究现状  10-11
  1.3 课题的研究内容及研究方法  11-13
    1.3.1 课题研究的内容  11-12
    1.3.2 课题研究的方法  12-13
第2章铁路客车轴承滚子及精密磨削技术  13-21
  2.1 铁路客车轴承滚子  13-15
    2.1.1 对数曲线滚子的优点  13-14
    2.1.2 铁路客车轴承滚子  14-15
  2.2 轨迹控制磨削技术  15-17
  2.3 轨迹控制磨削滚子的插补算法  17-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章在线检测系统的总体方案设计  21-35
  3.1 在线检测系统的总体方案  21-22
  3.2 检测方法的研究  22-26
    3.2.1 检测方法的分类  22-23
    3.2.2 常用的在线检测系统的检测方法  23-26
    3.2.3 检测方法的确定  26
  3.3 测头机构  26-30
    3.3.1 测头机构的设计  26-28
    3.3.2 测头和测针选型  28-30
  3.4 运动控制器选型  30-32
  3.5 伺服电机及伺服驱动器选型  32-34
  3.6 编码器的选择  34
  3.7 本章小结  34-35
第4章建立数学模型及设计测量软件  35-53
  4.1 在线检测系统的数学模型  35-38
    4.1.1 工件坐标系的建立  35-36
    4.1.2 测量原理及过程  36-38
  4.2 软件系统开发环境  38-40
  4.3 软件结构及功能  40-42
    4.3.1 模块化程序设计  40-41
    4.3.2 在线检测软件的模块化设计  41-42
  4.4 在线测量软件的流程及部分程序代码  42-45
    4.4.1 在线检测软件的软件流程  42-44
    4.4.2 部分程序代码  44-45
  4.5 人机界面  45-49
    4.5.1 人机界面的设计原则  45-46
    4.5.2 人机界面的主要界面  46-49
  4.6 仿真分析  49-52
  4.7 本章小结  52-53
第5章实验验证及结果分析  53-61
  5.1 实验的目的与方法  53-56
  5.2 实验过程  56-60
  5.3 实验结论  60
  5.4 本章小结  60-61
第6章结论  61-63
  6.1 结论  61
  6.2 课题研究展望  61-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
攻读硕士学位期间的研究成果  67

铁路客车轴承滚子精密磨削在线检测技术研究

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