卡盘定心精度与夹紧力研究-硕士论文答辩.ppt

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资源描述
卡盘定心精度与夹紧力研究,姓名 : 专业 :机械工程 学 号 : 指导教师 :,2013级硕士研究生学位论文答辩,报告内容,基本概况与研究综述,提高卡盘定心精度方法研究,卡盘仿真系统开发,总结与展望,卡盘夹紧力特性研究,基本概况与研究综述,国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020) 高档数控机床与基础制造装备专项:重点攻克数控系统、功能部件的核心关键技术。增强我国高档数控机床和基础制造装备的自主创新能力,实现主机与数控系统、功能部件协同发展,目标是基本满足航天、船舶、汽车、发电设备制造等四个领域的重大需求。 高速切削技术发展迅速,配套功能部件性能不足 切削速度提升,加工效率提高 高速切削范围内,切削力随切削速度提高而减小 热量排出快,减小内应力和热变形,提高加工精度 降低振动对加工精度的影响 加工难加工材料 动力卡盘市场调研 台湾地区品牌产品占50%,欧盟、日本品牌产品占20%,国内自主品牌产品仅占到30%左右 德国:SMW(斯美沃)、ROHM(罗姆)、SCHUNK(雄克)、FORKARD(福尔卡特) 日本:KITAGAWA(北川)、HOWA(丰和),基本概况与研究综述,油缸卡盘总体结构,常见液压动力卡盘(按传动形式),楔式,杠杆式,斜齿条式,斜柱式,球节式,涨套式,油缸的回转运动转化成卡盘的径向运动,基本概况与研究综述,定心精度影响因素,卡盘夹持工件车削,基本概况与研究综述,主轴转速: 夹紧力损失系数随主轴转速增大而增加,呈现三个阶段,刚度: 夹紧力损失随工件刚度增大而增加;随卡盘径向刚度增大而减小,工作参数: 夹紧力损失随摩擦系数增大而增加;随楔面角度增大先减小后增加,卡盘夹紧力计算模型,基本概况与研究综述,研究内容: 在实验室已有研究基础上,对提高卡盘装配精度方法进行研究 对影响卡盘动态夹紧力的因素进行研究 探究各参数对动态夹紧力仿真的影响 对卡盘仿真系统进行开发 研究思路: 采用分组互换法对装配方法进行方案设计 采用有限元方法对卡盘进行仿真 采用实验方法研究摩擦磨损对卡盘的影响 采用有限元二次开发方法进行卡盘专用系统开发,报告内容,基本概况与研究综述,提高卡盘定心精度方法研究,卡盘仿真系统开发,总结与展望,卡盘夹紧力特性研究,提高卡盘定心精度方法研究,清华大学研究内容:,盘体与楔心套的装配间隙是决定卡盘配车后定心精度的主要因素。配合间隙在10m以内,降低19%生产成本。,配合间隙对精度影响曲线,提高卡盘定心精度方法研究,原理: 分组互换法是提高装配精度的一种装配方法,是将组成环公差增大若干倍(一般为3倍至6倍),使组成环零件能按经济公差加工,然后再通过零件测量将各组成环按原公差大小分组,按相应组进行装配的方法。,提高卡盘定心精度方法研究,报告内容,基本概况与研究综述,提高卡盘定心精度方法研究,卡盘仿真系统开发,总结与展望,卡盘夹紧力特性研究,卡盘夹紧力特性研究,重复夹紧对卡盘夹紧力影响实验 实验设备:众环综合试验机,KT55-200楔式动力卡盘,Gripping Force Tester夹紧力测试仪,测试棒。 实验方法:油缸油压4Mpa,每夹紧测试棒500次测试夹紧力;连续夹紧10次后进行全程无负载运动5次测试夹紧力。,卡盘夹紧力特性研究,接触面表面形貌观察实验:,超声波清洗器 扫描电镜试验台,卡盘主要接触面(3对),接触面形貌与能谱图,卡盘夹紧力特性研究,表面形貌观察实验小结: (1)卡盘主要接触面的磨损以磨粒磨损和氧化磨损为主,黏着磨损为辅。 (2)对卡盘实际生产使用中提出的建议主要有一下几点:对卡盘主要接触面采取一些提高表面硬度的措施;基爪和楔心套在选材方面考虑硬度高的材料;定期对卡盘进行保养,定期清理卡盘添加润滑剂等。,卡盘夹紧力特性研究,简化模型,报告内容,基本概况与研究综述,提高卡盘定心精度方法研究,卡盘仿真系统开发,总结与展望,卡盘夹紧力特性研究,卡盘仿真系统开发,卡盘仿真系统开发,卡盘仿真系统开发,CONFIG:ANSYS界面设定 ETYPE:用于选择单元类型 MP:定义材料参数 MESH:设置单元网格大小 LOAD:设置载荷大小 SOLVE:核心模块,用于有限元求解,生成APDL文件: 在GUI方式下,每执行一次操作,ANSYS都会将该操作路径相对应的操作命令写入到一个LOG文件中,这个文件就是生成APDL文件的基础。 编辑LOG文件: 删除显示视角、平移、放大(缩小)和某些存盘命令;确定变化参数,在命令中以变量代替。 编写APDL宏: 将参数值传递给参数,最终反映在LOG文件中。将宏文件嵌入到ANSYS启动文件中,生成工具按钮。,总结与展望,主要创新点: 提出了分组互换法的卡盘盘体与楔心套的装配方法,并通过实验验证了该方法的正确性,证明该方法确实能提高卡盘定心精度。 工作展望: (1)卡盘动态夹紧力仿真系统的精度问题。 (2)对卡盘磨损分析缺少定量分析。,研究成果,攻读硕士期间成果: 1陈会金,郭忠,于志强. 双行星动力混合机搅拌桨受力分析J. 化学工程与装备,2014,12:45-47. 2陈会金,冯平法,王健健,张建富,郭忠.提高楔式动力卡盘定心精度的装配方法研究(已投稿到制造技术与机床) 3于志强,柴永生,陈会金,刘光. 双行星动力混合机分散器结构改进及温度场分析J. 化工机械,2016,01:89-92+111.,结束,谢谢! 欢迎各位老师、同学提出宝贵意见!,
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