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叶片混联研抛机床工具系统研究（硕士学位论文），共56页。
【摘要】 叶片是汽轮机、船舶螺旋桨、航空发动机等能量动力设备的关键重大零部件，其形面结构复杂，加工难度大，精度要求高，加工环境恶劣，由此导致叶片的精整加工工艺和装备成为我国航天领域研究的重难点之一。本文结合吉林省科技厅科技发展重点项目《复杂曲面精密制造新技术与新装备》，对叶片混联研抛机床工具系统进行研究。本文在分析叶片混联研抛机床结构原理基础上，对其变轮式工具系统带轮结构进行了几何分析。分析了换轮过程中张紧轮摆角在不同位置时带长及各轮包角的变化。应用MATLAB计算出了理想设计带长，得出了换轮过程中各轮包角随接触轮气缸伸缩量的变化关系曲线。验证了带长设计及主动轮包角设计的合理性。对叶片混联研抛机床变轮式工具控制系统进行了研究。工具控制系统包括电路和气路两大部分。电路控制部分完成了交流伺服电机和步进电机的联接和控制，定义了多轴运动卡PMAC相关的I变量；气路控制部分完成了气路流程以及PMAC相关M变量配置。最后开发了工具控制系统软件，完成了简易人性化的控制界面。为实现恒力和强力研抛，使研抛力能够得到反馈和调节，研究开发了闭环式工具系统结构。确定了闭环式工具系统总体结构方案，分析了法向研抛力；对工具系统结构进行了详细设计，完成了基于CATIA的虚拟干涉检验；对工具系统进行了静力学特性有限元分析，理论上确定了工具系统的稳定性和合理性。完成了闭环式工具系统实物装配。对变轮式叶片混联研抛机床进行了实验，验证了叶片研抛后的表面粗糙度特性；通过单因素实验：接触轮大小、砂带材料硬度和砂带线速度对叶片研抛后表面粗糙度影响实验，分析了各自的影响规律；通过正交实验：砂带材料硬度和砂带线速度对叶片研抛后表面粗糙度影响程度实验，分析并比较了二者影响程度的大小。
【关键词】 工具系统； 砂带研抛； 混联机床； 叶片；

目 录
摘 要 I
ABSTRACT III
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 叶片加工混联机床国内外研究现状 2
1.2.2 砂带研抛技术国内外研究现状 5
1.3 本文研究的课题来源和主要内容 6
1.3.1 课题来源 6
1.3.2 本文研究主要内容 6
第二章 叶片混联研抛机床变轮式工具系统带轮几何分析 9
2.1 砂带研抛机理9
2.1.1 砂带研抛基本原理 9
2.1.2 砂带研抛形式 10
2.1.3 叶片砂带研抛进给方式 11
2.2 叶片混联研抛机床总体结构 11
2.3 变轮式工具系统带轮几何分析 12
2.3.1 带长计算 13
2.3.2 换轮过程中轮包角分析 16
2.3.3 Matlab 计算 18
2.4 本章小结 26
第三章 叶片混联研抛机床变轮式工具控制系统研究 27
3.1 变轮式工具控制系统总体方案 27
3.2 运动控制卡 PMAC 主要功能 28
3.2.1 双端口 RAM 工作原理 29
3.2.2 ACC-8S 接口板 30
3.3 变轮式工具电路控制系统 31
接和控制 31
3.3.2 步进电机的联接和控制 33
3.3.3 电路控制系统 PMAC 中 I 变量定义 34
3.4 变轮式工具气路控制系统 35
3.4.1 气路控制系统 PMAC 中 M 变量定义 36
3.4.2 气路控制系统原理 39
3.5 工具控制系统软件开发 42
3.6 本章小结 44
第四章 叶片混联研抛机床变轮式工具系统实验 45
4.1 研抛叶片表面粗糙度测定 45
4.1.1 研抛实验 45
4.1.2 表面粗糙度检测 48
4.2 叶片研抛表面粗糙度影响因素分析 49
4.2.1 单因素实验 49
4.2.2 正交实验 52
4.3 本章小结 54
第五章 叶片混联研抛机床闭环式工具系统研究 55
5.1 闭环式工具系统结构 55
5.1.1 闭环式工具系统总体结构 55
5.1.2 闭环式工具系统法向研抛力分析 56
5.2 闭环式工具系统详细设计 57
5.2.1 轮系设计 57
5.2.2 电气路元件确定 61
5.2.3 强力研抛砂带选型 64
5.2.4 基于 CATIA 干涉检验 66
5.3 闭环式工具系统静力特性有限元分析 68
5.3.1 闭环式工具系统的力学模型简化 68
5.3.2 闭环式工具系统几何模型的建立 69
5.3.3 闭环式工具系统静力特性分析 70
5.4 闭环式工具系统装配 72
5.5 本章小结 72
第六章 总结与展望 73
6.1 总结 73
6.2 研究展望 74
参考文献 75
致 谢 79