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提高曲轴圆角滚压机床校直效率的关键问题研究

牛文强  
【摘要】:众所周知,发动机是汽车的心脏,曲轴是发动机最关键的零件之一,曲轴的质量和寿命直接决定了发动机的质量和寿命,因此,提高曲轴的疲劳强度一直是国内外每一个曲轴生产厂家追求的指标。采用圆角滚压工艺进行强化,就是近年来提高曲轴的疲劳强度的必然措施。 QH2-041全自动曲轴圆角滚压机是集精密机械加工、电子、液压、在线精密检测技术和人工智能为一体的高技术产品,它不仅可按预先设定的工艺参数一次完成曲轴工件所有主轴颈、连杆颈的滚压,而且还具有校直功能,能在计算机专家系统的指导下对工件进行校直,使曲轴工件的弯曲变形达到规定的要求。 目前针对QH2-041全自动曲轴圆角滚压机,其一次生产节拍约为2.5~3.5min(依据滚压参数的设定变化),主要由滚压时间、测量时间和校直时间三部分组成,耗时较长,因此,如何提高机床的加工效率是当前急需解决的问题。而本文主要以测量时间和校直时间段为研究对象,提出了新的在线滚压校直变形量监测方法。主要研究内容如下: 首先,通过深入研究QH2-041全自动曲轴圆角滚压机的生产节拍及相关工艺,详细讨论了影响机床校直效率的主要因素并作出合理化分析。 其次,在原有机床的基础上,提出了一种新的在线滚压校直变形量监测方法,并阐述了应用该方法需要解决的一些具体问题。 再次,基于理论的运动学和动力学分析,详细研究了该在线滚压校直变形量监测模型。然后,结合相关有限元分析软件,具体分析了影响曲轴在线测量时弹性变形规律的若干因素,并初步得出曲轴在线测量时的弹性变形规律。 最后,通过实验研究,验证理论分析和有限元分析的准确性,最终得出曲轴在线测量时的弹性变形规律,并详细论证该在线滚压校直变形量监测方法的可行性。 本文基于QH2-041全自动曲轴圆角滚压机,提出了一种新的在线滚压校直变形量监测方法,并通过理论和实验研究,详细论证了该方法的可行性。论文所研究的内容对机床的加工效率有明显的提高,具有很高的实用价值和广泛的应用前景。


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