基于Vericut的数控钢轨精磨机的仿真分析

在数控机床研发阶段引入加工仿真可以检验机床的结构设计、验证加工程序、缩短开发周期、减少开发成本。通过分析数控钢轨精磨机的结构和运动,基于仿形磨削原理,依靠Vericut软件平台,建立了钢轨精磨机的仿真模型,进行了相关参数的设置,编制了具体的仿真程序,并进行了仿真加工。结果表明该钢轨精磨机结构设计合理,满足功能要求。     

钢轨铣磨作业过程中的温度场建模与实验研究

钢轨铣磨作业会产生大量切削热,致使作业区钢轨表面温度不断升高,温度过高易造成刀具磨损,降低铣磨修复效率,甚至直接烧伤材料表面,使钢轨修复得不偿失.文中通过对钢轨铣磨修复过程进行分析,基于线热源法理论,分别建立钢轨成形铣削和成形磨削的温度场模型,之后通过温度场迭加获得钢轨铣磨联合作业温度场模型.同时,搭建专用的铣-磨实验台,开展钢轨铣磨实验,验证了模型的合理性.然后借助该温度场模型预测铣磨过程中的温度分布,分析不同加工参数对工件表面温度的影响,结果表明随铣磨速度、进给速度和铣磨深度的增加铣磨区工件表面温度均呈现上升趋势.此外,通过铣磨速度配比和加工用量选择可实现对铣磨区域的温度控制,从而预防铣磨过程中钢轨材料烧伤.     

在数控铣床上制造金属滚轮的新方法

提出了一种经济、方便地在三坐标数控铣床上制造金属滚轮的新方法：将三坐标数铣立铣扩大为数控车，数控磨、使滚轮按同一安装，同一加工程序进行车削和磨削，以提高滚轮型线精度，编制了用于复杂曲线滚轮的数控程序。用该法已加工出了满足生产要求的摆线齿轮，硬齿面渐开线齿轮成形磨削砂轮金属修整滚轮。     

基于复杂曲面磨削用机器人的机械臂结构设计

针对曲面焊缝磨削加工工艺对机械臂要求,设计了一种多关节型磨削机械臂。确定了机械臂的关节构成及其实现形式,设计了磨削机械臂的机械结构,确定了结构尺寸。对机械臂主要受力关节进行了分析,并利用三维软件对机械臂进行了仿真,仿真结果表明机械臂结构合理,能满足复杂曲面磨削焊缝工作的要求。     

五轴联动数控展成电解磨削整体叶轮的控制方法

分析了整体叶轮叶面片型精加工的现状，为解决整体叶轮叶面型面的精加工难题，进行了五轴联动数控展成电解磨削的基础研究，其中，控制导电磨轮相对整体叶轮叶片型面的展成运动是问题的关键，根据数控展成电争磨削整体叶轮叶片型面这一加工方法的特点，在分析了数控展成解磨床的结构与运动的基础上，介绍了经济型多轴数控系统及其联动控制方法，建立了电解磨削非平行直纹展成曲面的数学模型，开发了五轴联动数控展成电解磨削自动数控编程系统，对航空发动机整体叶片轮的叶片型进行了电解磨削。     

MAS150型钢轨精磨机的维护保养与典型故障排除

铁路无缝线路焊接接头外观质量的好坏直接影响到列车运行时速和线路的使用寿命,使用法国MAS150型钢轨精磨机打磨后的钢轨焊接接头的平直度及圆顺度明显优于人工仿型打磨机打磨的钢轨焊接接头。本文根据北京焊轨基地实践的总结,介绍MAS150型钢轨精磨机的特点、维护保养及典型故障的分析排除。     

钢轨试件砂带磨削行为试验研究

研究砂带磨削U71Mn钢轨试件的加工行为可为钢轨打磨提供基础试验数据支撑,并能探讨研发新型钢轨打磨技术关键问题.本文借助砂带试验机开展了磨削钢轨试件的加工试验,研究了砂带磨削速度、磨粒粒度等因素对材料去除效率、表面层硬度、表面粗糙度、磨削比、磨削力比的影响规律,试验表明:材料去除效率并非与砂带速度呈线性关系,较粗的磨粒与合适的砂带速度可提高材料去除效率;砂带磨削可不同程度地提高钢轨试件表层硬度,磨削速度越高、磨粒粒度越粗,对钢轨试件表面层硬化程度越明显;相比磨粒粒度而言,砂带磨削速度对表面粗糙度的影响较小;针对磨削比这一重要指标,砂带比砂轮呈现了较为明显的效益优势;磨削力比过程数据表明其变化趋势可用于表征砂带磨损.     

基于机器视觉的数控精密磨削加工在线检测系统

针对目前数控精密磨削检测效率低的问题,构建了基于机器视觉的数控精密磨削加工在线检测系统.通过工业CCD相机在线采集被加工工件图像,经去噪、复原等预处理后,提取工件图像的轮廓曲线数据,并实时与设计轮廓曲线进行比较,得到加工轮廓误差,在此基础上,引导工作台进行自动在线补偿,实现工件轮廓精密磨削.实验结果表明,采用该系统能够有效地提高精密磨削加工检测的精度和自动化程度.     

爬壁机器人高效焊缝修形方法

为满足爬壁机器人对钢结构件表面补焊焊缝修形作业对切削力和修形效率的特殊要求,分析了磨削、铣削的切削力和修形效率特点,提出了一种介于磨削和铣削之间的"铣锉"方法,设计了一种呈沿圆周均匀交错离散多微三面刃结构的"铣锉"刃具,并通过建立切削力和修形效率计算模型分析得出该方法具有相对切削力小、修形效率高的特点。初步试验结果表明:当切削功率约为173 W时,材料去除率为25mm3/s,平均法向力约为64N,平均切向力约为49N。     

基于曲率的自适应曲面数控磨削

利用等包络迹高度控制砂轮行走路径,实现了曲面的自适应数控成型磨削,以提高曲面的磨削效率.首先,根据曲面曲率建立自适应数控成型磨削的数控模式,然后,在比较等间距行走的数控磨削方式的基础上分析曲面曲率不同的成型磨削特征,最后,进行数控成型磨削试验和检测加工曲面的成形误差,验证该自适应数控成型磨削方法的有效性.分析结果表明,利用移动磨削点的包络成型磨削可以减小砂轮磨损对加工精度的影响.此外,等包络迹高度行走的数控磨削可以根据曲面曲率调节行走路经的间距,实现自适应磨削加工,提高曲面的加工效率,而且在加工曲率较大且提高加工精度时可以较大幅度地减少砂轮行走步数.试验结果表明,当等包络迹高度小至1μm时可以形成光顺的加工曲面,在100mm×40mm范围内形状误差PV值可以达到0.285mm.     

KGPS中频技术在钢轨焊缝热处理中的应用研究

随着铁路工业的不断发展,伴随着高速铁路的飞速发展,厂内钢轨焊缝热处理技术也在不断更新,钢轨焊缝热处理技术主要通过对焊缝进行加热处理,使焊缝内部组织结构优化,以提高钢轨焊缝的内部质量,更好的确保优质长钢轨铺设在铁路线路上。本文通过中频正火技术在钢轨焊缝热处理中的实践应用研究,希望与业内同行共同探讨中频技术的发展应用。     

在金工实习中如何更好开展磨削加工实习

在重庆大学工程培训中心金工实习5大模块开展的过程中,由于师资人员紧缺,属于铣磨特模块的磨削加工要么以演示工种开展实习,要么就处于缺失状态。该文从磨削加工的定义、特点和适用范围为基本出发点,论述了磨削加工在零件加工中所处的地位,展现了实际生产中常用的磨削加工是一种重要的精加工手段,提出了在金工实习中如何更好地开展磨削加工实习的几点建议。     

实现立式加工中心成形法铣削硬齿面准双曲面齿轮大轮

提出了基于立式加工中心用指形铣刀成形法高速铣削硬齿面准双曲面齿轮大轮的加工方法。通过设计附加的铣齿装置,结合适合高速铣削的工艺参数,编制相应的数控加工程序,在立式加工中心上使用指形铣刀进行大轮的半精加工和热后精加工,并对其进行滚动检验。结果表明:这种加工方法有效地降低了螺旋锥齿轮的加工成本,提高了齿面的加工质量,实现了以铣代磨。     

水轮机叶片坑内修复机器人的机械臂样机磨削力

该文介绍了一种自主设计的可进行水轮机叶片坑内高效修复作业的磁吸附爬壁式机器人,该机器人焊缝的修磨方式为缓进深切磨削.为进一步研究采用该方式修磨焊缝时的受力特点,搭建了由应用于该机器人的机械臂样机系统和测力仪系统构成的焊缝磨削实验平台,对机械臂采用缓进深切磨削方式修磨焊缝时的切削力进行了测量.通过实验得到了切削力经验公式,该公式估算误差在20%以内,可为机器人及机械臂后续的优化设计和作业控制研究提供依据.     

五坐标联动叶片砂带磨削的刀位点计算

依据叶片型面砂带磨削精加工的加工精度和砂带接触轮与叶片型面的最佳接触条件，提出了叶片型面五坐标联动砂带磨削的刀位点的计算方法。该方法亦适用于对其他复杂型面的砂带磨削加工，并对其他类型数控砂带磨床的刀位计算有一定指导意义。     

基于GTS-400运动控制卡钻铣平台结构与控制系统的设计

针对普通钻铣平台存在劳动强度大、辅助时间长、生产效率低、产品质量不稳定等问题,采用"运动控制卡+PC"的开放式体系结构,提出了数控钻铣平台的总体设计方案。通过对钻铣工作台进行模态分析,得出工作台前4阶的振型和固有频率,获取其工作频率在123.68、274.41、489.09、528.67 Hz时变形量为0.15-0.35 mm,并通过计算得出工作台的危险工作频率为500-600 Hz,可为其在使用过程中避开共振点频率和传动方式选用和整体结构改进提供理论依据;对钻铣平台控制系统的软硬件进行分析与设计,完成了通用型数控钻铣平台系统的设计与搭建,该钻铣平台具有结构简单、开放性程度高、通用性好、信息处理能力强、开发成本低等优点,可满足科研和教学需要。     

钢轨砂带磨削温度场建模与仿真

结合钢轨与砂带的接触几何关系,建立接触区域磨削深度和轮廓计算模型,阐明磨削工艺参数对接触区参数的影响规律.随着砂带磨削半径的增加,不同钢轨廓形处接触区域面积呈对数增加,接触区域轴长半径位置也在不同截面上变化. 结合钢轨砂带磨削过程特性,求解接触区域热流密度计算模型并进行理论验证. 基于接触区域磨削深度和轮廓计算模型,以及区域热流密度计算模型,应用瞬时点热源温度场、连续作用点热源温度场、连续作用移动点热源温度场对接触区域连续作用移动面热源温度场进行离散化求解. 研究结果表明,在设定磨削工艺参数下,钢轨磨削表面的仿真和理论温度的变化趋势相似,且几乎在同一时间达到温度最大值,最高温度的仿真和理论计算的相对误差为6.14%,验证了本文理论模型和仿真的正确性.     

凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削加工方法

针对非圆齿轮精加工难题,提出了一种凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法。将蜗杆砂轮简化为齿条刀,建立齿条刀展成加工凸节曲线非圆齿轮的运动数学模型。根据数控蜗杆砂轮磨齿机结构及展成加工原理,进行机床电子齿轮箱规划,确定主动轴与跟随轴,并利用等弧长加工原理推导出机床同步轴间的同步系数,建立磨削加工联动模型。最后,给出了蜗杆砂轮与非圆齿轮的手动对刀方法,并对蜗杆砂轮安装角、轴向位置及沿齿轮轴向位置参数进行调整。     

基于UG的4040S数控雕铣机床身的设计与加工

4040S数控模具雕铣机是一款经济实用的高精密数控雕铣设备,外观大方,结构稳定,易操作,通用性强。本文从机械设计的角度对床身结构进行改进设计;对机床的重心以及Y轴电机进行了详细的力学计算和校核;应用UG软件建模设计完成后,又利用ANSA等分析软件对底座部件结构进行力学分析,最后利用POWERMILL软件直接生成数控程序进行加工。     

数控交流伺服系统三环整定及应用

建立三相永磁同步电机数控交流伺服系统的三环控制框图,分析了三环的PID控制器整定,同时提出采用稳定边界法整定三环的PID参数,给出了具体的整定步骤。以数控高速铣齿机床为实例,在不考虑机床机械部分的情况下,用MATLAB／Simulink模块建立其z向进给位置伺服系统的仿真模型,采用稳定边界法在MATLAB中仿真整定。结果表明伺服系统无超调、响应快且具有较好的稳定性,能满足高速铣齿机床的性能要求。