本文關(guān)鍵詞：高速機床接口的可靠性技術(shù)研究

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【摘要】：高速加工技術(shù)作為當(dāng)今制造業(yè)四大先進(jìn)制造技術(shù)之一,是目前最具有使用價值且應(yīng)用最為廣泛的先進(jìn)加工技術(shù),極大地促進(jìn)航天航空業(yè)、汽車制造業(yè)和軍工業(yè)等重要工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。高速刀柄與主軸聯(lián)接的可靠性直接決定加工精度與零件表面質(zhì)量、高速機床及工具系統(tǒng)的使用壽命、加工的經(jīng)濟(jì)成本與安全性等。如何科學(xué)合理地評價高速刀柄/主軸聯(lián)接的可靠性對充分發(fā)揮其優(yōu)異的加工性能,保證高速加工的安全性具有重要的理論意義和實用價值。本論文通過理論分析和有限元數(shù)值模擬等研究方法對高速刀柄/主軸聯(lián)接的可靠性進(jìn)行系統(tǒng)地研究。本論文全文共有六章:第一章緒論,第二章高速刀柄/主軸聯(lián)接特點與可靠性理論基礎(chǔ),第三章高速刀柄/主軸聯(lián)接可靠性模型,第四章高速刀柄/主軸聯(lián)接可靠性的數(shù)值模擬及可靠性分析,第五章高速刀柄/主軸聯(lián)接可靠性評價,第六章研究結(jié)論與展望。本研究的主要工作和成果為:(1)通過彈塑性力學(xué)理論建立HSK刀柄與主軸聯(lián)接的力學(xué)模型,應(yīng)用可靠性理論中的應(yīng)力-強度干涉理論分別建立高速刀柄/主軸錐面聯(lián)接強度可靠性模型、疲勞強度可靠性模型,并通過概率密度函數(shù)分析法給出高速刀柄/主軸可靠度計算公式�；诟咚俚侗�/主軸聯(lián)接的功能,建立了傳遞扭矩可靠性模型、端面定位可靠性模型,部分研究成果已應(yīng)用于精密工具產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn):主軸-刀柄聯(lián)接可靠性評價方法(GLB/T0013-2015)。研究工作為提高高速刀柄在初始設(shè)計階段可靠性提供理論依據(jù)。(2)基于蒙特卡洛法通過有限元法對高速刀柄/主軸聯(lián)接可靠性進(jìn)行數(shù)值模擬,對高速刀柄/主軸錐面聯(lián)接強度可靠性、傳遞扭矩可靠性、端面定位和疲勞強度可靠性進(jìn)行分析,并揭示過盈量、夾緊力和轉(zhuǎn)速這三個影響因素之間相互影響規(guī)律。研究結(jié)果為提高高速刀柄/主軸聯(lián)接可靠性提供技術(shù)支撐。(3)應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)理論,探討了建立高速刀柄/主軸聯(lián)接模糊可靠性模型的必要性,通過半梯形與梯形隸屬函數(shù)建立高速刀柄/主軸聯(lián)接模糊可靠性數(shù)學(xué)模型并給出相關(guān)公式。研究方法和結(jié)果為更加科學(xué)地評價刀柄的可靠性提供新的思路。(4)引入固有可靠度和現(xiàn)場可靠度概念,給出相關(guān)公式并通過實例應(yīng)用計算出不同工況下的高速刀柄/主軸固有可靠度和現(xiàn)場可靠度,并指出現(xiàn)場可靠度低于固有可靠度,這就要求我們在日常生產(chǎn)中使用高速刀柄時要減小外界影響因素。研究結(jié)果為科學(xué)地指導(dǎo)實際生產(chǎn)加工,提高高速刀柄可靠性提供一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：高速主軸接口 HSK刀柄 可靠性建模 有限元分析 可靠性評價
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG502.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 研究課題背景12-15
• 1.2 高速加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 高速加工工具系統(tǒng)的發(fā)展15-18
• 1.2.2 高速機床接口技術(shù)的發(fā)展18-19
• 1.3 可靠性的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢19-22
• 1.3.1 當(dāng)前可靠性技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀19-21
• 1.3.2 高速機床的可靠性研究21-22
• 1.4 研究的主要內(nèi)容22-23
• 1.5 本章小結(jié)23-24
• 第二章 高速刀柄/主軸聯(lián)接特點與可靠性理論基礎(chǔ)24-38
• 2.1 高速刀柄/主軸聯(lián)接組成及結(jié)構(gòu)特點24-26
• 2.1.1 高速刀柄/主軸聯(lián)接組成24-25
• 2.1.2 高速刀柄/主軸聯(lián)接接口的結(jié)構(gòu)特點25-26
• 2.2 高速刀柄/主軸聯(lián)接特性26-28
• 2.3 可靠性的定義及特征量28-30
• 2.3.1 可靠性的基本定義28
• 2.3.2 可靠性的特征量28-30
• 2.4 可靠性的分析方法及計算方法30-36
• 2.4.1 可靠性的分析方法30-33
• 2.4.2 可靠性的計算方法33-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 第三章 高速刀柄/主軸聯(lián)接可靠性模型38-48
• 3.1 高速刀柄/主軸錐面聯(lián)接強度可靠性模型38-41
• 3.2 高速刀柄/主軸聯(lián)接傳遞扭矩可靠性模型41-43
• 3.3 高速刀柄/主軸聯(lián)接端面定位可靠性模型43-44
• 3.4 高速刀柄/主軸聯(lián)接裝卸疲勞可靠性模型44-47
• 3.4.1 應(yīng)力分散特性45
• 3.4.2 強度分散特性45-47
• 3.4.3 應(yīng)用干涉理論計算可靠度47
• 3.5 本章小節(jié)47-48
• 第四章 高速刀柄/主軸聯(lián)接可靠性的數(shù)值模擬及可靠性分析48-64
• 4.1 基于有限元的可靠性分析48-51
• 4.1.1 ANSYS Workbench平臺簡述48-49
• 4.1.2 Six sigma模塊簡述及分析流程49-51
• 4.2 高速刀柄/主軸聯(lián)接可靠性數(shù)值模擬51-58
• 4.2.1 高速刀柄/主軸的非線性接觸分析51-55
• 4.2.2 高速刀柄/主軸的可靠性分析55-58
• 4.3 高速刀柄/主軸聯(lián)接可靠度因素分析58-63
• 4.3.1 影響因素對高速刀柄/主軸聯(lián)接強度可靠度的影響58-59
• 4.3.2 影響因素對高速刀柄/主軸聯(lián)接傳遞扭矩可靠度的影響59-61
• 4.3.3 影響因素對高速刀柄/主軸聯(lián)接端面定位可靠度的影響61-62
• 4.3.4 影響因素對高速刀柄/主軸聯(lián)接疲勞強度可靠度的影響62-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 高速刀柄/主軸聯(lián)接可靠性評價64-74
• 5.1 經(jīng)典可靠性和模糊可靠性64-69
• 5.1.1 模糊數(shù)學(xué)64-67
• 5.1.2 高速刀柄/主軸聯(lián)接模糊可靠性67-69
• 5.2 固有可靠性和現(xiàn)場可靠性69-70
• 5.3 實例應(yīng)用70-73
• 5.3.1 高速刀柄/主軸聯(lián)接固有模糊可靠度計算71-72
• 5.3.2 高速刀柄/主軸聯(lián)接現(xiàn)場模糊可靠度計算72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第六章 研究結(jié)論與展望74-76
• 6.1 研究的主要結(jié)論74-75
• 6.2 尚待深入研究的問題及發(fā)展展望75-76
• 附錄76-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的主要成果87

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本文編號：795967