振動擺動輾壓的體積效應實驗系統(tǒng)研究.pdf

1、將機械振動引入到金屬的塑性成形加工中,不但可以降低材料變形時所需的外力,還能大幅度提高產(chǎn)品成形質(zhì)量,這些效果的產(chǎn)生主要緣于體積效應的影響。體積效應是在加工系統(tǒng)附加振動情況下,金屬塑性成形過程中表現(xiàn)出的材料變形抗力降低,變形速率加快的現(xiàn)象。振動擺動輾壓技術正是將振動技術引入擺動輾壓成形中,具有成形力小、成形效率和成形精度高等特點,因而具有潛在的研究價值及廣闊的應用前景。為了了解振動擺動輾壓成形中體積效應的效果,在現(xiàn)有振動擺動輾壓設備的基礎

2、上,設計了振動擺輾力檢測系統(tǒng),通過該系統(tǒng)實現(xiàn)對振動擺輾力的實時檢測,最后采用正交實驗法對振動擺動輾壓的體積效應進行實驗分析和驗證。本論文主要完成了以下工作:
　　(1)根據(jù)實驗要求,設計一臺振動擺輾實驗機。該實驗機是將機電實驗室現(xiàn)有的一臺Z512鉆床改裝而成,設計工作包括:擺頭和激振器的設計、實驗機機身設計和進給裝置設計。首先分析實驗機的總體設計特點,然后在實驗室現(xiàn)有的擺輾設備基礎上設計擺頭和激振器,詳細介紹了實驗機本體機構的組成

3、,結合設計要求完成實驗機的本體機構設計,并根據(jù)實驗室現(xiàn)有條件設計實驗機的進給裝置,繪制擺輾實驗機的零件圖和機構裝配總圖,最后完成了實驗機的零件制造及裝配。
　　(2)根據(jù)檢測要求,分析振動擺輾力檢測系統(tǒng)的組成,并根據(jù)實驗室現(xiàn)有條件選擇合適的傳感器,設計傳感器信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和串口通信電路。檢測系統(tǒng)選擇單片機AT89C51作為下位機采集擺輾力數(shù)據(jù),經(jīng)過通信電路能夠?qū)崿F(xiàn)與下位機與上位機(PC機)的數(shù)據(jù)通信。
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4、)采用模塊化設計思路開發(fā)了振動擺輾力檢測系統(tǒng)的相關軟件,主要包括單片機(下位機)軟件和PC機(上位機)軟件。單片機軟件設計采用C51編程,包括主程序設計、數(shù)據(jù)采集模塊設計和串口通信模塊設計,完成了在振動擺輾加工過程中的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)上傳。PC(上位機)軟件設計采用VC++6.0編程,包含串口通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和人機界面模塊,其中串口通信模塊采用VC++6.0的MSComm通信控件編程實現(xiàn)。上位機軟件不僅提供友好的人機交