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《哈尔滨工程大学》 2010年
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长轴表面滚压加工装置的设计及加工过程数值模拟的研究

郝卓  
【摘要】: 目前,对长轴表面的光整加工一般采取磨削的方法。由于长轴的刚性差、热变形大等原因,磨削过程中极易产生弯曲和振动,以至于无法得到理想的表面粗糙度和形状精度,特别是圆柱度误差过大或产生多边形、竹节等疵病。因此,长轴的加工对机床和辅助工具的精度、刀具、切削用量、工艺安排和操作技能等均有较高的要求。 本文采用滚压加工的方法对长轴表面进行光整加工,论文分析、设计了滚压装置的具体结构。相比磨削加工,该滚压装置具有以下特点:加工时产生的热量大幅度减少;滚轮采用径向水平对置的布局方式,使被加工长轴的受力更加均匀;滚压力由液压缸提供,能够保证施力均匀。此外,滚压加工还能够提高长轴光整加工的效率。 利用显式动力学有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,模拟分析了三种形状、不同数量的滚轮对长轴被加工表面产生的塑性变形,长轴和滚轮之间的接触力,加工之后长轴表面节点的实际位移量,以此为基础为长轴的滚压加工选取合适的滚轮形状提供理论依据。 通过模态分析来确定长轴的一些振动特性,主要包括:固有频率、振型等。通过观察固有频率和振型变化的特点及规律,确定长轴在加工中与机床是否发生共振,并以此为依据提出对滚压加工的改进方案,降低振动对加工质量的影响。
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