本文關(guān)鍵詞：離心膨脹動態(tài)補償高速工具系統(tǒng)的研究

  更多相關(guān)文章： 高速加工 工具系統(tǒng) 刀柄/主軸接口 動靜態(tài)特性 有限元法

【摘要】：高速加工工具系統(tǒng)是實現(xiàn)高速加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其性能直接影響高速加工的質(zhì)量、效率和可靠性�，F(xiàn)有高速工具系統(tǒng)隨著轉(zhuǎn)速的進一步提高,會因離心膨脹導致刀柄/主軸接口錐面徑向分離,制約了工具系統(tǒng)極限轉(zhuǎn)速的提高,降低了刀柄/主軸接口的聯(lián)接可靠性。針對此問題,本文設(shè)計了一種具有離心膨脹動態(tài)補償功能的新型工具系統(tǒng),并利用理論和有限元方法對該工具系統(tǒng)的接口聯(lián)接性能以及補償系統(tǒng)對主軸部件動靜態(tài)性能的影響進行了研究。具體內(nèi)容包括:確定了離心膨脹動態(tài)補償工具系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu);通過理論計算和有限元分析對動態(tài)補償系統(tǒng)中的離心動力缸和膨脹套等關(guān)鍵零部件進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)彈性力學理論建立了刀柄/主軸接口的分析模型,對刀柄/主軸接口的聯(lián)接性能進行了理論分析;利用有限元分析確定了離心膨脹動態(tài)補償工具系統(tǒng)的極限轉(zhuǎn)速。分析了動態(tài)補償系統(tǒng)對主軸部件動靜態(tài)特性的影響關(guān)系。確定了主軸部件的靜剛度、固有頻率及模態(tài)振型的變化情況;對主軸部件的振動特性進行了ANSYS與ADAMS的聯(lián)合仿真分析,確定了活塞振子、液體阻尼對主軸部件振動特性的影響規(guī)律。對主軸部件動平衡特性進行了理論分析,基于動平衡要求確定了離心動力缸的活塞預壓縮量。本文研究成果可以為新型高速工具系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計提供一定參考。
【關(guān)鍵詞】：高速加工 工具系統(tǒng) 刀柄/主軸接口 動靜態(tài)特性 有限元法
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG502
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景及意義10-13
• 1.2 高速加工工具系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 離心膨脹動態(tài)補償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計16-30
• 2.1 離心膨脹動態(tài)補償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2 離心動力缸組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計17-20
• 2.2.1 活塞高度的確定17-18
• 2.2.2 活塞直徑的確定18
• 2.2.3 離心動力缸缸體的設(shè)計18-19
• 2.2.4 離心動力缸的安裝及油路設(shè)計19-20
• 2.3 膨脹套的結(jié)構(gòu)設(shè)計20-26
• 2.3.1 膨脹套的結(jié)構(gòu)20-21
• 2.3.2 膨脹套軸向尺寸的確定21-22
• 2.3.3 膨脹套徑向尺寸的確定22-24
• 2.3.4 膨脹套與主軸配合過盈量的確定24-25
• 2.3.5 膨脹套的裝配25-26
• 2.4 離心膨脹動態(tài)補償主軸部件的結(jié)構(gòu)26-29
• 2.4.1 主軸部件支撐跨距的計算26-28
• 2.4.2 主軸部件的性能要求28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 離心膨脹動態(tài)補償工具系統(tǒng)的性能分析30-56
• 3.1 工具系統(tǒng)接口變形的理論分析30-33
• 3.2 工具系統(tǒng)接口有限元模型的建立33-35
• 3.3 工具系統(tǒng)接口聯(lián)接狀態(tài)分析35-40
• 3.3.1 接口錐面徑向間隙分析35-38
• 3.3.2 接口錐面接觸應(yīng)力分析38-39
• 3.3.3 接口端面接觸應(yīng)力分析39-40
• 3.4 工具系統(tǒng)接口極限轉(zhuǎn)速的確定40-42
• 3.5 工具系統(tǒng)接口聯(lián)接剛度分析42-47
• 3.5.1 接口徑向變形分析42-44
• 3.5.2 接口標準徑向剛度的定義44-45
• 3.5.3 接口徑向剛度的計算分析45-47
• 3.6 離心膨脹動態(tài)補償主軸部件的靜剛度分析47-55
• 3.6.1 結(jié)構(gòu)線性靜力分析的理論基礎(chǔ)47-48
• 3.6.2 典型工藝參數(shù)下切削力的計算48-49
• 3.6.3 軸承的選擇及剛度計算49-51
• 3.6.4 主軸部件徑向剛度的有限元分析51-55
• 3.7 本章小結(jié)55-56
• 第4章 離心膨脹動態(tài)補償主軸部件的動態(tài)特性分析56-68
• 4.1 主軸部件的動力學性能分析56-61
• 4.1.1 主軸部件的模態(tài)分析56-58
• 4.1.2 主軸部件的模態(tài)提取58-61
• 4.2 主軸部件的振動特性分析61-65
• 4.2.1 活塞振子對主軸部件振動特性的影響61-63
• 4.2.2 液體阻尼對主軸部件振動特性的影響63-64
• 4.2.3 活塞振動對動態(tài)補償性能的影響64-65
• 4.3 主軸部件的動平衡特性分析65-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻69-72
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果72-73
• 致謝73-74
• 作者簡介74

【參考文獻】

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本文編號：1071107