论异型轧辊数控车床切削进给系统设计及技术

摘 要：为了实现异型轧辊数控车床能够进行高精度、高效率、高效益的加工非圆截面零件的目的，在进行异型轧辊数控车床切削进给系统中应用多种设计理论，并在此基础上合理而有效的应用关键技术，最大限度的优化和完善异型轧辊数控车床切削进给系统，促使其能够进行复杂界面零件的批量生产。为此，该文就异型轧辊数控车床切削进给系统的设计理论及其关键技术详细的分析和探讨。

关键词：异型轧辊数控车床 切削进给系统 设计理论 关键技术

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（b）-0031-01

1 数控车床以及异型轧辊数控车床

所谓数控车床是一种用电子计算机或专用电子计算装置控制的自动化机床。数控车床是集多种技术为一体的高度机电一体化的产品，其具有加工速度快、精确度高、进行大批量生产等特点，促使其具有良好的应用性，尤其是应用于复杂的零件生产。而异型轧辊数控车床是在数控车床的基础上增加异型轧辊功能，使机床能够生产各种复杂截面零件。数控机床只能够进行直线插补和圆弧插补，而异型轧辊数控车床能够对零件轮廓进行精确的弧度调整，促使生产出来的零部件轮廓曲线几乎逼近设计图纸的要求，从而大大提高零部件使用效果。因此，异型轧辊数控车床具有良好的应用性，为生产出标准的零件创造有利条件。

2 异型轧辊数控车床切削进给系统的设计理论

异型轧辊数控车床对于零件截面形状的要求非常高，为到达生产要求，异型轧辊数控车床的切削进给系统发挥了重要作用，通过此系统的控制刀具能够精准的进行直线进给运动和径向进给运动，从而保证零件截面形状的标准和规范。异型轧辊数控车床切削进给系统之所以具有良好应用的原因是其以曲线拟合理论、机械运动学、动力学理论、优化方法及有限元方法等为设计理论，从而实现异型轧辊数控车床切削进给系统合理而有效的应用。

（1）曲线拟合理论的应用

所谓曲线拟合是指用连续曲线近似地刻画或比拟平面上离散点组所表述的坐标之间函数关系。为了实现异型轧辊数控车床切削进给系统能够进行环状孔型曲线加工，需要以曲线拟合理论为基础，进行轧制工艺设计，从而实现异型轧辊横截面外轮廓曲线拟合，实现零件外轮廓精确的加工。

（2）机械运动学的应用

机械运动学在异型轧辊数控车床切削进给系统设计中的应用是进行进给系统动态性能分析，异型轧辊数控车床能否有效的利用与进给系统的动态性能有很大关系。因此，需要运用机械运动学进行机械系统的时域响应分析、频率特性分析、稳定性分析，从而构建状态空间模型，对U向和X向的进给系统进行检测，从而分析出异型轧辊数控车床进给系统动态性能，为合理而有效的应用异型轧辊数控车床做铺垫。

（3）动力学理论

异型轧辊数控车床切削进给系统之所以能够进行有效的进给运动，其原因是结合了动力学原理，通过构建动力学模型，这个模型代表真实的动力系统，进而体现动力系统的动力学特征，能够进行各种精确的计算并有效的与仿真软件相结合，发挥动力系统的作用，实现对机床动力分析和动态设计。

（4）优化方法

产生于20世纪60年代的优化方法在当下的工程设计中越来越重要。在异型轧辊数控车床切削进给系统设计过程中应用的是机械优化方法，其以计算机为基本工具，从异型轧辊数控车床切削进给系统需求的角度出发进行具体的设计，并在此基础上以给定荷载为条件，进行设计优化，最大限度的保证切削进给系统具有良好的应用性、安全性、高效性、功能性、经济性，从而达到设计优化的目的。

（5）有限元方法

有限元方法的原理是从一个连续的无线自由度问题变成离散的有限自由度问题。有限元方法在异型轧辊数控车床切削进给系统设计中的应用是进行车削部件的受力分析，从而达到车削合理而有效应用的目的。在异型轧辊数控车床切削进给系统设计时主要是应用有限元算法建模。就异型轧辊数控车床切削进给系统的需求出发，应用静态力学进行分析，确定所建立的模型的作用和功能，从而进行具体的有限元算法建模，应用模型进行车削部分受力计算，实现合理应用车削的目的。

3 异型轧辊数控车床切削进给系统的关键技术

为了实现异型轧辊数控车床能够进行高精度、高效率、高效益的加工非圆截面零件的目的，在异型轧辊数控车床切削进给系统中应用了多种关键技术，尽量提高异型轧辊数控车床的应用效果。其中在进行轧制工艺方面应用曲线逼近方法对异型轧辊环状孔型曲线的优缺点进行分析，拟定出最为合适的异型轧辊环状孔型曲线。在异性轧辊车削方面应用的是仿真技术，对刀具径向进给运动进行仿真处理，最大限度的优化和完善刀具径向进给运动，确定车削异型轧辊零件所需的刀具进给参数值。总体来说，异型轧辊数控车床切削进给系统能够高效利用的主要原因之一是各种关键技术的综合应用，通过各种关键技术的应用，提高异型轧辊数控车床的应用性、有效性、高效性，促使其能够进行复杂截面零件生产。

4 结语

数控车床的出现为高效的、智能的进行零件生产创造条件，而异型轧辊数控车床的出现在数控车床的基础上还能够进行复杂截面零件的批量生产。异型轧辊数控车床本身就非常的复杂，是结合多种设计理论和关键技术构建而成的，才促使异型轧辊数控车床具有良好的应用性。尤其是异型轧辊数控车床切削进给系统，其是结合动力学理论、优化方法、有限元方法、机械运动学、曲线拟合理论等理论，并合理的应用仿真技术、曲线逼近方法等关键技术才构成的。可以说，异型轧辊数控车床是理论与技术有效结合的产物。

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