數(shù)控四軸型材滾彎?rùn)C(jī)工藝分析與測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-11-04 09:04
變曲率型材彎曲件大量應(yīng)用于制作飛機(jī)的主體機(jī)身支架中,在飛機(jī)的生產(chǎn)制造中占有重要地位。傳統(tǒng)型材彎曲件的加工工藝多利用模具成型,成型工藝復(fù)雜且成本高昂,而滾彎?rùn)C(jī)對(duì)型材的加工不需要模具,不限型材長(zhǎng)度,柔性程度高,可極大程度地解決飛機(jī)零件加工制造成本高、周期長(zhǎng)的問(wèn)題。目前,傳統(tǒng)的滾彎?rùn)C(jī)多適用于等曲率型材的加工生產(chǎn),且控制系統(tǒng)落后,加工精度差。因此本文將針對(duì)數(shù)控四軸型材滾彎?rùn)C(jī)對(duì)其加工工藝進(jìn)行分析研究,并對(duì)其測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì);谒妮S滾彎?rùn)C(jī)的工作原理與型材的受力情況,將型材的滾彎變形近似看作集中力位于中點(diǎn)的簡(jiǎn)支梁的彎曲變形,利用簡(jiǎn)化后的折線形應(yīng)力應(yīng)變曲線推導(dǎo)出了考慮塑性變形的型材的轉(zhuǎn)角方程;選用工程中常用的回彈公式對(duì)目標(biāo)曲率半徑進(jìn)行了補(bǔ)償,并將補(bǔ)償后的目標(biāo)曲率半徑作為滾彎曲率半徑;最后通過(guò)滾彎?rùn)C(jī)工作輥與型材的位置關(guān)系,建立了滾彎?rùn)C(jī)側(cè)輪位移與目標(biāo)曲率半徑的數(shù)學(xué)模型。利用ABAQUS仿真軟件對(duì)數(shù)控四軸型材滾彎?rùn)C(jī)的滾彎過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,驗(yàn)證了滾彎?rùn)C(jī)側(cè)輪位移與目標(biāo)曲率半徑的數(shù)學(xué)模型,分析了型材在滾彎過(guò)程中應(yīng)力、應(yīng)變的變化規(guī)律。根據(jù)四軸型材滾彎?rùn)C(jī)的設(shè)計(jì)要求并利用仿真過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題改進(jìn)了滾彎?rùn)C(jī)工作輥的布局設(shè)...
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 滾彎工藝及設(shè)備的簡(jiǎn)介
1.2.1 滾彎?rùn)C(jī)的種類
1.2.2 滾彎型材種類及質(zhì)量缺陷
1.3 滾彎成型國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 滾彎成型工藝分析
2.1 滾彎成型原理
2.1.1 四輥滾彎成形原理
2.1.2 型材彈塑性變形理論
2.2 型材的彎曲變形
2.2.1 簡(jiǎn)支梁的彎曲
2.2.2 考慮塑性變形的轉(zhuǎn)角方程
2.2.3 考慮塑性變形的轉(zhuǎn)角方程最終表達(dá)式
2.3 型材的回彈
2.3.1 Gardiner公式
2.3.2 二次回彈公式
2.3.3 回彈半徑一般表達(dá)式
2.3.4 回彈公式的選取及最終表達(dá)式
2.4 側(cè)輪的位移
2.5 本章小結(jié)
第3章 型材滾彎成形過(guò)程的有限元分析
3.1 基于ABAQUS滾彎成形仿真流程描述
3.2 滾彎成型的仿真模型
3.2.1 建立幾何模型
3.2.2 定義材料屬性
3.2.3 建立分析步
3.2.4 定義相互作用
3.2.5 創(chuàng)建邊界條件
3.2.6 劃分網(wǎng)格
3.2.7 創(chuàng)建作業(yè)
3.3 滾彎成型仿真結(jié)果分析
3.3.1 滾彎成形過(guò)程中應(yīng)力變化
3.3.2 滾彎成形過(guò)程中應(yīng)變變化
3.3.3 曲率半徑測(cè)量
3.3.4 目標(biāo)曲率半徑與仿真結(jié)果對(duì)比
3.4 本章小結(jié)
第4章 數(shù)控四軸型材滾彎?rùn)C(jī)總體設(shè)計(jì)
4.1 設(shè)計(jì)要求
4.1.1 功能要求
4.1.2 技術(shù)指標(biāo)
4.2 滾彎?rùn)C(jī)總體結(jié)構(gòu)
4.3 工作輥系布局設(shè)計(jì)
4.3.1 工作輥系運(yùn)動(dòng)關(guān)系
4.3.2 工作輥系布局設(shè)計(jì)
4.4 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.4.1 主動(dòng)輪傳動(dòng)組件設(shè)計(jì)
4.4.2 推力輪及輸入、輸出輪傳動(dòng)組件設(shè)計(jì)
4.5 電機(jī)選型
4.5.1 主動(dòng)輪電機(jī)選型
4.5.2 推力輪電機(jī)選型
4.5.3 輸入、輸出輪電機(jī)選型
4.6 滾輪工裝設(shè)計(jì)
4.7 本章小結(jié)
第5章 測(cè)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
5.1 設(shè)計(jì)要求
5.2 測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)
5.2.1 測(cè)量原理
5.2.2 儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.3 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
5.3.1 邏輯原理設(shè)計(jì)
5.3.2 電氣原理設(shè)計(jì)
5.3.3 設(shè)備連接圖
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Gardiner公式改進(jìn)的船體外板回彈預(yù)測(cè)方法[J]. 蘭繼雷,茅云生,黃燦,郭榮. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2019(03)
[2]大截面Z型材滾彎成形缺陷的數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究[J]. 王安恒,薛紅前,高鵬飛,劉剛,陳根發(fā). 航空制造技術(shù). 2018(07)
[3]型材滾彎回彈影響因素研究[J]. 黃世軍,陳凌霄,田洪才,解明利,史普文. 塑性工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]伺服電機(jī)日常維護(hù)與保養(yǎng)[J]. 于曉紅. 時(shí)代農(nóng)機(jī). 2015(11)
[5]彈塑性彎曲二次回彈計(jì)算公式的應(yīng)用[J]. 馮楊,蘭鳳崇,阮鋒. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2014(12)
[6]伺服電機(jī)的選型原則與計(jì)算[J]. 肖瀟,楊金堂,全芳成,李京,田曉波,汪譜發(fā). 機(jī)床與液壓. 2014(22)
[7]Z型材變曲率數(shù)控滾彎等圓弧逼近算法與實(shí)現(xiàn)[J]. 陳鵬,薛紅前,王杰,張小平,劉平利. 材料科學(xué)與工藝. 2014(01)
[8]數(shù)控機(jī)床的維修條件和預(yù)防性維護(hù)[J]. 朱旭東. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2013(04)
[9]型材滾彎數(shù)值模擬及應(yīng)力、應(yīng)變分析[J]. 陳高翔,王亞鋒. 陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(03)
[10]型材變曲率滾彎過(guò)程有限元模擬[J]. 周養(yǎng)萍,亓江文. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2008(08)
碩士論文
[1]型材變曲率滾彎成形工藝研究[D]. 陳凌霄.燕山大學(xué) 2016
[2]斜交角對(duì)斜高墩承載性能的影響研究[D]. 陶偉.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2012
[3]Z形型材滾彎成形有限元模擬及數(shù)值分析[D]. 陳高翔.西安理工大學(xué) 2010
[4]型材滾彎成形研究[D]. 周養(yǎng)萍.西安理工大學(xué) 2007
[5]數(shù)控四軸型材滾彎?rùn)C(jī)應(yīng)用研究[D]. 孫衛(wèi)東.西北工業(yè)大學(xué) 2001
本文編號(hào):3475425
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 滾彎工藝及設(shè)備的簡(jiǎn)介
1.2.1 滾彎?rùn)C(jī)的種類
1.2.2 滾彎型材種類及質(zhì)量缺陷
1.3 滾彎成型國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 滾彎成型工藝分析
2.1 滾彎成型原理
2.1.1 四輥滾彎成形原理
2.1.2 型材彈塑性變形理論
2.2 型材的彎曲變形
2.2.1 簡(jiǎn)支梁的彎曲
2.2.2 考慮塑性變形的轉(zhuǎn)角方程
2.2.3 考慮塑性變形的轉(zhuǎn)角方程最終表達(dá)式
2.3 型材的回彈
2.3.1 Gardiner公式
2.3.2 二次回彈公式
2.3.3 回彈半徑一般表達(dá)式
2.3.4 回彈公式的選取及最終表達(dá)式
2.4 側(cè)輪的位移
2.5 本章小結(jié)
第3章 型材滾彎成形過(guò)程的有限元分析
3.1 基于ABAQUS滾彎成形仿真流程描述
3.2 滾彎成型的仿真模型
3.2.1 建立幾何模型
3.2.2 定義材料屬性
3.2.3 建立分析步
3.2.4 定義相互作用
3.2.5 創(chuàng)建邊界條件
3.2.6 劃分網(wǎng)格
3.2.7 創(chuàng)建作業(yè)
3.3 滾彎成型仿真結(jié)果分析
3.3.1 滾彎成形過(guò)程中應(yīng)力變化
3.3.2 滾彎成形過(guò)程中應(yīng)變變化
3.3.3 曲率半徑測(cè)量
3.3.4 目標(biāo)曲率半徑與仿真結(jié)果對(duì)比
3.4 本章小結(jié)
第4章 數(shù)控四軸型材滾彎?rùn)C(jī)總體設(shè)計(jì)
4.1 設(shè)計(jì)要求
4.1.1 功能要求
4.1.2 技術(shù)指標(biāo)
4.2 滾彎?rùn)C(jī)總體結(jié)構(gòu)
4.3 工作輥系布局設(shè)計(jì)
4.3.1 工作輥系運(yùn)動(dòng)關(guān)系
4.3.2 工作輥系布局設(shè)計(jì)
4.4 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.4.1 主動(dòng)輪傳動(dòng)組件設(shè)計(jì)
4.4.2 推力輪及輸入、輸出輪傳動(dòng)組件設(shè)計(jì)
4.5 電機(jī)選型
4.5.1 主動(dòng)輪電機(jī)選型
4.5.2 推力輪電機(jī)選型
4.5.3 輸入、輸出輪電機(jī)選型
4.6 滾輪工裝設(shè)計(jì)
4.7 本章小結(jié)
第5章 測(cè)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
5.1 設(shè)計(jì)要求
5.2 測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)
5.2.1 測(cè)量原理
5.2.2 儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.3 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
5.3.1 邏輯原理設(shè)計(jì)
5.3.2 電氣原理設(shè)計(jì)
5.3.3 設(shè)備連接圖
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Gardiner公式改進(jìn)的船體外板回彈預(yù)測(cè)方法[J]. 蘭繼雷,茅云生,黃燦,郭榮. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2019(03)
[2]大截面Z型材滾彎成形缺陷的數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究[J]. 王安恒,薛紅前,高鵬飛,劉剛,陳根發(fā). 航空制造技術(shù). 2018(07)
[3]型材滾彎回彈影響因素研究[J]. 黃世軍,陳凌霄,田洪才,解明利,史普文. 塑性工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]伺服電機(jī)日常維護(hù)與保養(yǎng)[J]. 于曉紅. 時(shí)代農(nóng)機(jī). 2015(11)
[5]彈塑性彎曲二次回彈計(jì)算公式的應(yīng)用[J]. 馮楊,蘭鳳崇,阮鋒. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2014(12)
[6]伺服電機(jī)的選型原則與計(jì)算[J]. 肖瀟,楊金堂,全芳成,李京,田曉波,汪譜發(fā). 機(jī)床與液壓. 2014(22)
[7]Z型材變曲率數(shù)控滾彎等圓弧逼近算法與實(shí)現(xiàn)[J]. 陳鵬,薛紅前,王杰,張小平,劉平利. 材料科學(xué)與工藝. 2014(01)
[8]數(shù)控機(jī)床的維修條件和預(yù)防性維護(hù)[J]. 朱旭東. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2013(04)
[9]型材滾彎數(shù)值模擬及應(yīng)力、應(yīng)變分析[J]. 陳高翔,王亞鋒. 陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(03)
[10]型材變曲率滾彎過(guò)程有限元模擬[J]. 周養(yǎng)萍,亓江文. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2008(08)
碩士論文
[1]型材變曲率滾彎成形工藝研究[D]. 陳凌霄.燕山大學(xué) 2016
[2]斜交角對(duì)斜高墩承載性能的影響研究[D]. 陶偉.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2012
[3]Z形型材滾彎成形有限元模擬及數(shù)值分析[D]. 陳高翔.西安理工大學(xué) 2010
[4]型材滾彎成形研究[D]. 周養(yǎng)萍.西安理工大學(xué) 2007
[5]數(shù)控四軸型材滾彎?rùn)C(jī)應(yīng)用研究[D]. 孫衛(wèi)東.西北工業(yè)大學(xué) 2001
本文編號(hào):3475425
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