本文關(guān)鍵詞：弱剛度環(huán)類零件裝夾變形研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：弱剛度零件由于結(jié)構(gòu)特征、形狀要素和材料屬性等原因?qū)е录庸r易變形。本文以傳動系統(tǒng)中的大直徑薄壁齒圈為研究對象,通過理論分析、數(shù)值計(jì)算、仿真模擬和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究了裝夾變形對弱剛度環(huán)類零件加工精度的影響。通過對夾緊力和裝夾方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)來控制弱剛度環(huán)類零件的加工變形。主要工作包括以下幾個方面:首先,基于工件定位和裝夾的基礎(chǔ)理論,推導(dǎo)了環(huán)類零件的定位矩陣和判斷定位正確性的依據(jù),分析了滿足工件裝夾穩(wěn)定性的力學(xué)條件,提出了環(huán)類零件裝夾設(shè)計(jì)的基本要求和裝夾變形的計(jì)算方法。其次,在切削力經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)之上,用正交試驗(yàn)法建立了針對齒圈材料的切削力計(jì)算模型,通過對三爪卡盤受力情況分析和加工時的動態(tài)平衡分析,得出了車削齒圈毛坯件時夾緊力與切削參數(shù)之間的計(jì)算關(guān)系,應(yīng)用該計(jì)算關(guān)系可以得到每道車削工序所需最小夾緊力的值。再次,運(yùn)用材料力學(xué)中的單位載荷法分別計(jì)算了相同夾緊力下三爪卡盤與扇形卡盤裝夾環(huán)類零件產(chǎn)生的變形量,推導(dǎo)了扇形卡盤裝夾變形系數(shù)與夾具結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系,通過函數(shù)分析得到了使裝夾變形量最小的扇形圓心角。最后,通過靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)和霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)建立了關(guān)于齒圈材料20Gr2Ni4A的Johnson-Cook本構(gòu)模型,基于該模型通過有限元軟件ABAQUS對齒圈的裝夾進(jìn)行仿真模擬,對比了兩種裝夾方式產(chǎn)生變形的整體效果。由仿真結(jié)果可以得出,扇形卡盤能夠有效減小環(huán)類零件的裝夾變形。通過齒圈毛坯件粗車外圓的加工實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證仿真結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)類零件 夾緊力 單位載荷法 扇形卡盤 裝夾變形
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH161.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 弱剛度件加工變形的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 裝夾優(yōu)化的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 接觸模型的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究對象14-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 環(huán)類零件定位與裝夾分析17-29
• 2.1 工件的定位正確性分析17-24
• 2.1.1 定位基本原理與約束分析17-19
• 2.1.2 環(huán)類零件的定位矩陣19-20
• 2.1.3 定位正確性的判據(jù)20-23
• 2.1.4 環(huán)類零件在三爪卡盤中的定位23-24
• 2.2 環(huán)類零件的裝夾分析24-27
• 2.2.1 裝夾設(shè)計(jì)的基本要求24
• 2.2.2 夾緊力三要素的確定24-26
• 2.2.3 環(huán)類零件裝夾穩(wěn)定的力學(xué)條件26-27
• 2.3 裝夾變形的求解方法27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 環(huán)類零件夾緊力的計(jì)算29-42
• 3.1 切削力模型的建立29-34
• 3.1.1 刀具的受力分析29-30
• 3.1.2 切削力正交試驗(yàn)30-32
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析32-34
• 3.2 卡盤夾緊力的計(jì)算34-38
• 3.2.1 三爪卡盤的受力分析34-37
• 3.2.2 夾緊力與切削參數(shù)的關(guān)系37-38
• 3.3 齒圈夾緊力計(jì)算的應(yīng)用38-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 環(huán)類零件的裝夾設(shè)計(jì)42-52
• 4.1 環(huán)類零件裝夾變形的分析42-43
• 4.2 裝夾變形的解析計(jì)算43-50
• 4.2.1 三爪卡盤夾持工件變形量的計(jì)算43-46
• 4.2.2 扇形卡盤夾持工件變形量的計(jì)算46-50
• 4.2.3 集中載荷與均布載荷的數(shù)值關(guān)系50
• 4.3 扇形卡盤結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 齒圈裝夾變形的仿真與實(shí)驗(yàn)52-65
• 5.1 有限元法的分析步驟52-53
• 5.2 齒圈材料的本構(gòu)模型53-56
• 5.2.1 Johnson-Cook本構(gòu)模型53
• 5.2.2 本構(gòu)方程的建立53-56
• 5.3 齒圈裝夾變形的數(shù)值模擬56-62
• 5.3.1 幾何模型的建立56-58
• 5.3.2 仿真模型的建立58-60
• 5.3.3 仿真結(jié)果分析60-62
• 5.4 齒圈毛坯件加工實(shí)驗(yàn)62-64
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>62
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)條件與測量原理62-63
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果63-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單70-71
• 致謝71

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本文編號：320468