轧辊是轧机的重要部件之一,是轧制作业的主要变形模具,其质量直接决定了轧制产品的质量。而异型轧辊属于非圆截面零件,由于其复杂的截面形状,较高的形位、尺寸精度,以及较差的加工工艺性,对加工设备的性能提出了更高的要求。如何提高复杂曲面异型轧辊的加工质量、加工效率,降低成本,已成为冶金机械领域中备受关注的难点和热点之一。本课题以异型轧辊数控专用车床设计开发中的关键技术为切入点,利用曲线拟合理论、机械运动学、动力学理论、优化方法及有限元方法等手段,较深入地研究了异型轧辊数控专用车床的进给系统的设计理论和关键技术。取得了以下主要创新性成果:1.对异型轧辊横截面外轮廓曲线进行了分析与拟合,给出了异型轧辊环状孔型曲线的解析式;依据孔型曲线的特性,提出了分段逼近的策略和逼近方法。2.提出了异型轧辊数控车床采用双径向进给系统,并对进给系统刀具的运动特性进行了分析,利用ADAMS软件对刀具的径向进给运动进行了仿真,确定了刀具径向进给参数。3.完成了进给系统与主轴系统的运动学匹配设计。并得出两点结论:一是在满足加工精度的前提下,应尽可能地降低主轴转速,使径向进给速度和加速度具有较大设计空间;二是刀具的进给速度和加速度较高时,径向进给系统必须具有较高的刚度、固有频率和合适的阻尼,且具有较小的运动惯量、时间常数和弹性变形。4.建立了进给系统的结构模型和动力学模型。进行了动态性能仿真,并具体分析了传动系统各结构参数对系统动态性能的影响,优化了相关结构参数,满足了实际生产的要求。本课题是针对异型轧辊的加工提出的,其研究成果对非圆类零件车削加工技术的研究同样具有参考价值和指导意义。