MKL7150×162七轴五联动数控强力成形磨床设计开发

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1、学校代号：10532学号：G0202010密级：公开湖南大学工程硕士学位论文MKL7150×16／21738902七轴五联动数控强力成形磨床设计开发吖jI，：．￡f!--，●’‘_DesignandDevelopmentforDeepCutCreepFeedMKL7150x16／2TypeProfileGrinderofSeven．AxiswithFive—AxisSimultaneousCNCbyLuoGuangJinB．E．(ZhejiangUniversity)1998AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirement

2、sforthedegreeofMasterofScienceMechanicalEgineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorXiongWanliSeniorEngineerHeWeiJanuary,2010■●湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个·人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由

3、本人承担。作者签名：写每广型巳／日期：扣f睥1月衅日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学论文被查编入有关编本学位T程硕I‘学位论文摘要装备制造业是国民经济的支柱产业。机床工业是装备制造业和国防工业的基石。多轴联动数控强力成形磨床是一类先进的工作母机，具有磨削效率高、表面质量好、成形精度高，可实现耐高温硬质合金零件复杂型面和沟槽的精密成形加工等优点，在航空发动机、汽车等领域具有广泛的用途。但目前国内在强力成形磨床的多轴联动控制、砂轮在线修整等方面的研究尚不充分，高档的数控成形磨削装备匮乏，迫切需要研究开发七轴五联动数控强力成形磨床。本

4、文提出了MKL7150x16／2七轴五联动数控强力成形磨床的总体技术方案，进行了进给传动系统设计。针对磨头进给系统采用传统立柱低腰移动方案，导致横向运动的稳定性差和磨头的刚性不足的局限性，发明了立柱中腰移动设计。研究表明，磨头进给系统采用立柱中腰移动设计相比于传统的立柱低腰移动设计，横向运动的稳定性和磨头切削的刚性显著提高，从而提高磨削精度和磨削效率。针对主轴传统机械迷宫密封方式密封性能差，难以防止高压力、大流量磨削液进入轴承等不足，发明并实现了气压密封方式。该方法利用放气阀压缩气流形成的屏障作用，可有效防止砂尘、磨屑、磨削液等进入轴承。本文提出并实现了圆弧叶冠七轴五联动的磨削控

5、制。针对目前加工中心采用的五轴联动CAM技术对圆弧叶冠的磨削控制并不适用，建立了适合圆弧叶冠磨削的七轴五联动数学模型，利用UG编制了相应的控制软件。实验表明，所开发的软件可对圆弧叶冠的凸凹圆弧面实现精密成形磨削控制，满足工程实际需求。针对国产数控成形磨床长期工作的热稳定性难以得到保证的难题，采用关键点温度检测和温度控制方法对成形磨床的热变形进行误差补偿。研究表明，采用热变形误差补偿和温度控制，可使主轴的热变形量控制在士0．005mm范围内；反之，主轴的最大热变形量达到0．146mm。在以上研究的基础上成功开发了国内首台MKL7150x16／2七轴五联动数控强力成形磨床。利用该磨床

6、对转向齿、扇形齿摆臂轴、叶片圆弧叶冠的凸凹圆弧面进行试磨。结果表明，相比传统的机械加工方式，工件磨削的表面质量、精度和效率，均可大幅提高。本文研究为多轴联动数控强力成形磨床的设计开发提供了理论依据和成功的工程实例。关键词：成形磨床；五轴联动；强力磨削；热稳定性；控制n■AbstractEquipment&manufacturingisthemajorindustryinnationaleconomy．Machinetoolindustryisthebaseofequipment&manufacturing，andnationaldefense．Theprofilegrinderw

7、ithmulti—axissimultaneousCNC(ComputerizedNumericalContr01)isakindofadvancedmachinetools．Thegrinderhassomeprominentmerits，suchashighgrindingefficiency,goodsurfacequality,andhighprofileaccuracy．Besides，precisionmachiningforcomplexcurvesurfacean