CFRP具有比強度高、比模量大等優(yōu)點,在軍工及航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但其層合結(jié)構(gòu)及各向異性等特點導(dǎo)致加工時切削力極其不均勻,且CFRP制件為深長孔結(jié)構(gòu),鏜桿的結(jié)構(gòu)和尺寸受到一定的限制,靜、動剛度較差,容易發(fā)生受力變形和振動現(xiàn)象。內(nèi)齒槽分布在深長孔內(nèi)表面且數(shù)量較多,需要反復(fù)的徑向進給和退刀,極大的增加了加工難度。本文針對CFRP制件深孔內(nèi)齒槽加工專用工藝裝備的設(shè)計展開研究。首先對CFRP的加工機理進行了探究,根據(jù)CFRP制件深孔內(nèi)齒槽的結(jié)構(gòu)特點分析了內(nèi)齒槽的加工方案,設(shè)計了小橫刃成型刀片,并制定了合理的加工工藝路線。其次針對內(nèi)齒槽的加工難點,設(shè)計了專用鏜桿的結(jié)構(gòu),建立了普通鏜桿和專用鏜桿的力學(xué)模型,結(jié)果表明專用鏜桿的靜力變形和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的幅值均明顯減小。通過有限元仿真分析了各種鏜桿的靜動態(tài)特性,結(jié)果表明三刃專用鏜桿的靜力學(xué)性能最好,相對于普通鏜桿,其刀頭處總變形量減小了 29.9%,徑向變形量減小了 39.1%。兩者的前兩階固有頻率較為接近,而專用鏜桿的共振振幅大幅度減小,具有良好的動態(tài)特性。最后根據(jù)內(nèi)齒槽的加工要求制定了專用機床的總體布局方案,設(shè)計了機床各組成部件并完成了虛擬裝配。... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 CFRP的應(yīng)用與加工技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 CFRP的應(yīng)用
        1.2.2 CFRP的加工技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 深長孔及內(nèi)齒槽加工技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 深長孔及內(nèi)齒槽加工專用刀桿的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 深長孔及內(nèi)齒槽加工專用機床的研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來源
    1.5 論文主要研究內(nèi)容
2 CFRP制件深孔內(nèi)齒槽加工工藝研究
    2.1 CFRP材料特性及切削加工機理
        2.1.1 CFRP材料特性
        2.1.2 CFRP纖維切削去除機理
        2.1.3 CFRP制件鏜削加工時的纖維切除過程
    2.2 CFRP制件深孔內(nèi)齒槽加工難點
        2.2.1 CFRP制件深孔內(nèi)齒槽的尺寸參數(shù)
        2.2.2 CFRP制件深長孔鏜削的特點
        2.2.3 CFRP制件內(nèi)齒槽加工的難點
    2.3 CFRP制件深孔內(nèi)齒槽相關(guān)的加工工藝
        2.3.1 內(nèi)齒槽前處理加工工藝路線的制定
        2.3.2 內(nèi)齒槽加工方案及成型刀片的設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
3 CFRP制件深孔內(nèi)齒槽加工專用鏜桿的設(shè)計
    3.1 專用鏜桿的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.2 導(dǎo)向部分和支撐部分的設(shè)計
    3.3 刀頭部分的設(shè)計
        3.3.1 刀頭部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.3.2 刀頭部分的受力分析
    3.4 桿體部分的設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
4 專用鏜桿的靜動態(tài)特性分析
    4.1 普通鏜桿力學(xué)模型的建立
        4.1.1 普通鏜桿的靜力學(xué)模型
        4.1.2 普通鏜桿的動力學(xué)模型
    4.2 專用鏜桿力學(xué)模型的建立
        4.2.1 專用鏜桿的靜力學(xué)模型
        4.2.2 專用鏜桿的動力學(xué)模型
    4.3 專用鏜桿靜態(tài)特性的有限元分析
        4.3.1 有限元模型的建立
        4.3.2 仿真結(jié)果分析
    4.4 專用鏜桿動態(tài)特性的有限元分析
        4.4.1 有限元模型的建立
        4.4.2 模態(tài)仿真結(jié)果分析
        4.4.3 諧響應(yīng)仿真結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
5 CFRP制件深孔內(nèi)齒槽加工專用機床的設(shè)計
    5.1 專用機床的總體布局設(shè)計
        5.1.1 專用機床的設(shè)計要求
        5.1.2 專用機床的總體布局方案
    5.2 專用機床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計
        5.2.1 主軸電機的設(shè)計選型
        5.2.2 帶傳動的設(shè)計選型
        5.2.3 主軸軸承的設(shè)計選型
    5.3 專用機床直線進給系統(tǒng)的設(shè)計
        5.3.1 滾珠絲杠副的設(shè)計選型
        5.3.2 直線導(dǎo)軌的設(shè)計選型
        5.3.3 軸承的設(shè)計選型
        5.3.4 伺服電機的設(shè)計選型
        5.3.5 聯(lián)軸器的設(shè)計選型
        5.3.6 方刀架的設(shè)計
    5.4 專用機床的三維建模和虛擬裝配
    5.5 本章小結(jié)
6 專用機床直線進給系統(tǒng)的動態(tài)特性分析與改進
    6.1 直線進給系統(tǒng)的動力學(xué)模型
    6.2 工作臺結(jié)構(gòu)對直線進給系統(tǒng)動態(tài)性能的影響
        6.2.1 工作臺有限元模型的建立
        6.2.2 模態(tài)仿真結(jié)果分析
        6.2.3 諧響應(yīng)仿真結(jié)果分析
    6.3 滑塊間距對直線進給系統(tǒng)動態(tài)性能的影響
        6.3.1 模態(tài)仿真結(jié)果分析
        6.3.2 諧響應(yīng)仿真結(jié)果分析
    6.4 O字型進給系統(tǒng)的靜力學(xué)驗算
    6.5 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 工作展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]液壓支架鉸接孔用龍門四軸鏜床的設(shè)計與研究[D]. 龍偉霞.鄭州大學(xué) 2012
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本文編號：3533551