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曲轴复合车削工艺试验装置误差因素分析与研究

邹蕾  
【摘要】:曲轴复合车削试验装置是针对曲轴加工高精度,加工工艺高柔性以及经济性等新工艺要求而研发设计的曲轴加工车床,其通过平行四边形刀架系统以及相关内联传动实现了刀架连杆对曲轴连杆颈外圆的随动切削,可“一次定位、完全加工”曲轴外圆粗、半精加工所有工艺内容,工艺效率高;同时作为曲轴加工的一套完整工艺装备,试验装置本身的几何精度及其相关部件的静、动态性能是影响该工艺装备精度的重要因素,本论文主要结合该试验装置的功能原理、结构特点等分析影响曲轴加工精度的主要因素,并提出相关改善和提高的方法。 刀架系统是试验装置功能实现的核心部件,而其制造、装配及运动精度等也是试验装置加工精度的关键影响因素,论文分别对其进误差情形进行了分析和论述: (1)基于刀架系统的运动学分析,通过环路增量法误差理论,对刀架系统杆长-间隙误差综合影响情况进行了分析,对比理论情况下的刀尖点运动轨迹得出了不同间隙位置、大小以及杆长误差大小对刀架系统的运动精度的影响情况;同时对刀架系统制造和装配误差导致的平行四边形结构误差(回转中心等高、相位)影响进行了分析; (2)试验装置刀架系统由平面四连杆机构组成,工况条件下转速较高,连杆间的铰链间隙是影响刀架系统动态运动精度和动态性能的重要因素。论文首先对含间隙机构的运动学和动力学研究方法、现状进行了综述,并基于经典状态动力学建模方法对四杆机构存在间隙的情况进行了建模和求解方法论述; (3)基于Adams机械系统虚拟仿真分析软件对刀架系统含间隙情况进行了模拟仿真,分别得出刀架机构不同间隙位置及间隙大小对刀架机构运动精度和动态精度的影响情况,并针对从动曲柄回转中心存在不同间隙大小的情况进行仿真分析,以指导制定刀架连杆制造和装配精度。


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