【摘要】：在彈簧制造領域,由于數(shù)控卷簧機在結構上與普通數(shù)控機床差別很大,所以其程序格式與編程方法也不同于普通機床。目前國內(nèi)的數(shù)控卷簧機大多是人工調(diào)試、人工編程且不具備圖形顯示功能,給操作者帶來很多不便。隨著工業(yè)經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,彈簧作為一種重要的機械零部件,在工業(yè)中的應用日益廣泛,對其幾何精度的要求越來越高,加工程序的正確性難以保障。尤其在卷制異形彈簧時,加工程序復雜,出差錯的概率較大。 針對上述問題,本論文對彈簧的卷制過程進行了研究,開發(fā)了彈簧成形過程仿真系統(tǒng)。在彈簧實際卷制之前,先在計算機上執(zhí)行彈簧加工程序,模擬彈簧的卷繞過程。這樣不僅能夠確保加工程序的可靠性,提高彈簧的生產(chǎn)效率,還可以提前看到彈簧造型及彈簧的卷制過程,為彈簧的自動化制造奠定基礎。 本論文首先介紹了仿真技術的發(fā)展及其在彈簧制造領域的應用現(xiàn)狀,概述了彈簧的成形原理及彈簧的卷制工藝,分析了彈簧的成形過程與卷繞刀具運動參數(shù)之間的關系,并以錐形彈簧為例闡述了彈簧的卷繞過程。隨后,對送料系統(tǒng)和卷簧系統(tǒng)各組成部件的幾何模型進行了研究,建立了這些部件的幾何模型并利用OpenGL對其實體造型;由于彈簧空間形狀的復雜性,本論文對彈簧的建模技術進行了研究,采用了彈簧實體表面微分技術來構造彈簧的幾何模型。 最后,本論文采用了軸向包圍盒碰撞檢測算法,在計算機上模擬彈簧卷繞時,使發(fā)生碰撞的卷繞刀具產(chǎn)生碰撞響應,并進行特效渲染,以便操作者觀察到可能發(fā)生的碰撞。論文的結尾闡述了系統(tǒng)的實現(xiàn)過程,總結了課題的研究內(nèi)容,并對卷簧機床仿真系統(tǒng)的發(fā)展做了展望。
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH135
【圖文】：

將整個卷簧過程虛擬化、可視化。在實際卷簧之前模擬整個彈簧卷繞過程，以期保證數(shù)控代碼的可靠性以及卷簧設備的安全。1.2 彈簧制造工藝流程及彈簧卷制設備由于彈簧種類較多、形狀各異、生產(chǎn)批量不等，因此各種彈簧的制造方法有所不同，大致分為冷成形和熱成形兩種。冷成形是指當彈簧材料截面直徑0.08～16mm 范圍內(nèi)或截面邊長小于 10mm 時，在常溫條件下卷繞成形的過程熱成形與之相反，當彈簧材料截面尺寸超出規(guī)定的范圍時，須將彈簧材料加熱一定溫度才能卷繞成形。1.2.1 彈簧制造工藝流程凡是彈簧材料截面直徑小于 16mm 或邊長小于 10mm 的彈簧，都采用冷的方法制造。因為線徑較小，卷繞方便，而且可以避免熱卷時所產(chǎn)生的氧化和碳等缺陷，能夠獲得表面和性能都較好的彈簧。卷繞成形后，經(jīng)過淬火、回火熱處理工藝以消除應力和改善彈性。一般其制造工藝過程如圖 1-1 所示。

1.2.1 彈簧制造工藝流程凡是彈簧材料截面直徑小于 16mm 或邊長小于 10mm 的彈簧，都采用冷卷的方法制造。因為線徑較小，卷繞方便，而且可以避免熱卷時所產(chǎn)生的氧化和脫碳等缺陷，能夠獲得表面和性能都較好的彈簧。卷繞成形后，經(jīng)過淬火、回火等熱處理工藝以消除應力和改善彈性。一般其制造工藝過程如圖 1-1 所示。圖 1-1 彈簧冷卷工藝流程圖Fig.1-1 Process flow of spring manufacture in normal status對于材料截面尺寸較大的彈簧，在常溫下卷制對加工設備損傷較大，不易成形且彈簧幾何精度較差。通常是將彈簧材料加熱到一定溫度再進行卷繞。其制造工藝與冷卷有所不同，如圖 1-2 所示。

表面處理的方法主要有：氧化處理、備造分為有芯卷制和無芯卷制兩種。有芯卷制這是卷簧機發(fā)展的初級階段。這類卷簧機備成本都較低；但其生產(chǎn)效率較低，自動化的彈簧幾何精度不高，適用于小批量生產(chǎn)。備的發(fā)展以及現(xiàn)代工業(yè)對基礎零部件性能、尺無芯卷制設備，即數(shù)控卷簧機。由于其集成有時也稱其為自動卷簧機。它是實現(xiàn)無芯卷

【引證文獻】

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1 牛書濤;折線繩槽數(shù)控加工系統(tǒng)仿真[D];河南科技大學;2012年

本文編號：2788782