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轮毂去毛刺机理分析及磨刷盘设计

徐幸  
【摘要】:铝合金轮毂经机加工后,会在相应的部位产生残留毛刺,轮毂制造商通常会用单一磨刷盘去除这些毛刺,这种磨刷盘的结构特点使得刷盘的外圈速度大于刷盘的内圈速度,这就会造成过刷和欠刷现象的产生,针对上述单一磨刷盘去毛刺的不足,提出一种基于行星轮结构的新型铝合金轮毂去毛刺磨刷盘,简称新型磨刷盘。本文主要的研究内容如下:(1)分析了铝合金轮毂的结构参数,生产流程以及毛刺的分布情况,总结了铝合金轮毂毛刺的形成过程,对铝合金轮毂毛刺及其断裂方式进行分类,对单一磨刷盘去毛刺的过程进行了分析,建立了刷丝去毛刺的力学模型。(2)研究了不同切削速度、不同毛刺根圆半径和不同毛刺长度对毛刺断裂的影响,通过正交试验分析了对毛刺寿命影响的最大因素,同时确定了最优的去毛刺速度。首先,确定毛刺刚变形时所需要的初始力,并根据初始力确定毛刺去除力的研究范围;然后,根据碰撞理论计算出去除力对应的切削速度,从而建立去除力与切削速度之间的联系;其次,在ABAQUS中分别计算出毛刺变形的等效应力;再次,将ABAQUS中的计算结果导入Fe-safe中进行疲劳分析,得出每一组毛刺模型的寿命云图;最后,根据毛刺的寿命云图得出毛刺断裂随切削速度、毛刺根圆半径以及毛刺长度的变化规律,此外,根据毛刺寿命云图总结了毛刺在不同情况下的断裂位置以及断裂方式并确定了去毛刺的最优切削速度。(3)根据实际生产加工经验,确定了铝合金轮毂去毛刺的技术要求和工作环境,提出了新型磨刷盘的功能要求,并根据功能要求对新型磨刷盘的具体结构进行了设计,最后对新型磨刷盘的运动性能进行了详细地分析。首先,根据前文研究总结了影响轮毂表面质量的因素,然后选择出有利于轮毂表面质量的去毛刺工艺;针对现有单一磨刷盘的不足之处,提出新型磨刷盘的功能要求;根据新型磨刷盘的功能要求确定新型磨刷盘的结构特点以及工作原理,根据新型磨刷盘的工作原理和结构特点以及前文的研究内容,对其进行详细的结构设计,最后,对新型磨刷盘进行了运动性能分析,以确定磨刷盘是否实现了目标功能以及实现的情况。


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