碩士論文答辯

1、School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University卡盤(pán)定心精度與夾緊力研究姓名 ：專業(yè) ：機(jī)械工程學(xué) 號(hào) ：指導(dǎo)教師 ：2013級(jí)碩士研究生學(xué)位論文答辯School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University報(bào)告內(nèi)容基本概況與研究綜述提高卡盤(pán)定心精度方法研究卡盤(pán)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)總結(jié)與展望卡盤(pán)夾緊力特性研究School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yan

2、tai University基本概況與研究綜述l國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006202020062020） 高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備專項(xiàng)：重點(diǎn)攻克數(shù)控系統(tǒng)、功能部件的核心關(guān)鍵技術(shù)。增強(qiáng)我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床和基礎(chǔ)制造裝備的自主創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)、功能部件協(xié)同發(fā)展，目標(biāo)是基本滿足航天、船舶、汽車(chē)、發(fā)電設(shè)備制造等四個(gè)領(lǐng)域的重大需求。l高速切削技術(shù)發(fā)展迅速，配套功能部件性能不足高速切削技術(shù)發(fā)展迅速，配套功能部件性能不足切削速度提升，加工效率提高高速切削范圍內(nèi)，切削力隨切削速度提高而減小熱量排出快，減小內(nèi)應(yīng)力和熱變形，提高加工精度降低振動(dòng)對(duì)加工精度的影

3、響加工難加工材料l 動(dòng)力卡盤(pán)市場(chǎng)調(diào)研動(dòng)力卡盤(pán)市場(chǎng)調(diào)研臺(tái)灣地區(qū)品牌產(chǎn)品占50%，歐盟、日本品牌產(chǎn)品占20%，國(guó)內(nèi)自主品牌產(chǎn)品僅占到30%左右德國(guó)：SMW（斯美沃）、ROHM（羅姆）、SCHUNK（雄克）、FORKARD（福爾卡特）日本：KITAGAWA（北川）、HOWA（豐和）School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University基本概況與研究綜述油缸卡盤(pán)總體結(jié)構(gòu)常見(jiàn)液壓動(dòng)力卡盤(pán)（按傳動(dòng)形式）楔式杠桿式斜齒條式斜柱式球節(jié)式漲套式油缸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成卡盤(pán)的徑向運(yùn)動(dòng)School of Electromechan

4、ical and Automobile Engineering，Yantai University基本概況與研究綜述形成階段形成階段影響因素影響因素影響結(jié)果影響結(jié)果制造階段卡盤(pán)零件制造誤差、零件磨損三爪運(yùn)動(dòng)不一致高爪成形階段高爪成形中模具的傾斜高爪成形中不合理共有油壓卡盤(pán)夾持弧對(duì)中誤差不合理的卡爪錐角工件安裝動(dòng)態(tài)冗余度、定位面的選擇工件的幾何誤差、卡爪錐角工件重復(fù)定位誤差工件定心精度卡爪夾持爪-工件接觸變形、工件重力三爪夾緊力大小不一致工件的定位誤差工作階段爪-工件的結(jié)構(gòu)剛度不一致爪-工件接觸變形不一致定心精度影響因素卡盤(pán)夾持工件車(chē)削School of Electromechanical an

5、d Automobile Engineering，Yantai University基本概況與研究綜述,11cf BJcf TJcf CBcmwr cmr BJr TJr CBFFFFkkkkk主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速：夾緊力損失系數(shù)隨主軸轉(zhuǎn)速增大而增加，呈現(xiàn)三個(gè)階段剛度剛度：夾緊力損失隨工件剛度增大而增加；隨卡盤(pán)徑向剛度增大而減小工作參數(shù)工作參數(shù)：夾緊力損失隨摩擦系數(shù)增大而增加；隨楔面角度增大先減小后增加卡盤(pán)夾緊力計(jì)算模型School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University基本概況與研究綜述研究?jī)?nèi)容：l在實(shí)驗(yàn)

6、室已有研究基礎(chǔ)上，對(duì)提高卡盤(pán)裝配精度方法進(jìn)行研究l對(duì)影響卡盤(pán)動(dòng)態(tài)夾緊力的因素進(jìn)行研究l探究各參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)夾緊力仿真的影響l對(duì)卡盤(pán)仿真系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究思路：l采用分組互換法對(duì)裝配方法進(jìn)行方案設(shè)計(jì)l采用有限元方法對(duì)卡盤(pán)進(jìn)行仿真l采用實(shí)驗(yàn)方法研究摩擦磨損對(duì)卡盤(pán)的影響l采用有限元二次開(kāi)發(fā)方法進(jìn)行卡盤(pán)專用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University報(bào)告內(nèi)容基本概況與研究綜述提高卡盤(pán)定心精度方法研究卡盤(pán)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)總結(jié)與展望卡盤(pán)夾緊力特性研究School of Electromechanical an

7、d Automobile Engineering，Yantai University提高卡盤(pán)定心精度方法研究清華大學(xué)研究?jī)?nèi)容： 盤(pán)體與楔心套的裝配間隙是決定卡盤(pán)配車(chē)后定心精度的主要因素。配合間隙在10m以內(nèi)，降低19%生產(chǎn)成本。配合間隙對(duì)精度影響曲線School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University提高卡盤(pán)定心精度方法研究原理：原理： 分組互換法是提高裝配精度的一種裝配方法，是將組成環(huán)公差增大若干倍（一般為3倍至6倍），使組成環(huán)零件能按經(jīng)濟(jì)公差加工，然后再通過(guò)零件測(cè)量將各組成環(huán)按原公差大小分組，按相應(yīng)

8、組進(jìn)行裝配的方法。School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University提高卡盤(pán)定心精度方法研究設(shè)備名稱規(guī)格（型號(hào)）數(shù)控車(chē)床CK1440A/PG實(shí)驗(yàn)卡盤(pán)4臺(tái)楔式動(dòng)力卡盤(pán)潤(rùn)滑油介質(zhì)企業(yè)自配潤(rùn)滑脂千分表德國(guó)馬爾測(cè)試棒直徑32mmSchool of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University報(bào)告內(nèi)容基本概況與研究綜述提高卡盤(pán)定心精度方法研究卡盤(pán)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)總結(jié)與展望卡盤(pán)夾緊力特性研究School of Electromechani

9、cal and Automobile Engineering，Yantai University卡盤(pán)夾緊力特性研究重復(fù)夾緊次數(shù)050010001500200025003000350040004500夾緊力/KN83.166.356.746.244.143.442.640.23642.9重復(fù)夾緊次數(shù)500055006000650070007500800085009000夾緊力/KN4239.937.235.233.330.129.126.426.1重復(fù)夾緊對(duì)卡盤(pán)夾緊力影響實(shí)驗(yàn)重復(fù)夾緊對(duì)卡盤(pán)夾緊力影響實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備：眾環(huán)綜合試驗(yàn)機(jī)，KT55-200楔式動(dòng)力卡盤(pán)，Gripping Force

10、Tester夾緊力測(cè)試儀，測(cè)試棒。實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法：油缸油壓4Mpa，每夾緊測(cè)試棒500次測(cè)試夾緊力；連續(xù)夾緊10次后進(jìn)行全程無(wú)負(fù)載運(yùn)動(dòng)5次測(cè)試夾緊力。School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University卡盤(pán)夾緊力特性研究接觸面表面形貌觀察實(shí)驗(yàn)：接觸面表面形貌觀察實(shí)驗(yàn)：超聲波清洗器 掃描電鏡試驗(yàn)臺(tái)卡盤(pán)主要接觸面（3對(duì)）接觸面形貌與能譜圖School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University卡盤(pán)夾緊力特性研究表面形貌

11、觀察實(shí)驗(yàn)小結(jié)：表面形貌觀察實(shí)驗(yàn)小結(jié)：（1）卡盤(pán)主要接觸面的磨損以磨粒磨損和氧化磨損為主，黏著磨損為輔。（2）對(duì)卡盤(pán)實(shí)際生產(chǎn)使用中提出的建議主要有一下幾點(diǎn)：對(duì)卡盤(pán)主要接觸面采取一些提高表面硬度的措施；基爪和楔心套在選材方面考慮硬度高的材料；定期對(duì)卡盤(pán)進(jìn)行保養(yǎng)，定期清理卡盤(pán)添加潤(rùn)滑劑等。School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University卡盤(pán)夾緊力特性研究簡(jiǎn)化模型School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University報(bào)

12、告內(nèi)容基本概況與研究綜述提高卡盤(pán)定心精度方法研究卡盤(pán)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)總結(jié)與展望卡盤(pán)夾緊力特性研究School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University卡盤(pán)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā) School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University卡盤(pán)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University卡盤(pán)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)CONFIG:ANSYS界

13、面設(shè)定ETYPE:用于選擇單元類型MP:定義材料參數(shù)MESH:設(shè)置單元網(wǎng)格大小LOAD:設(shè)置載荷大小SOLVE:核心模塊，用于有限元求解生成生成APDLAPDL文件文件：在GUI方式下，每執(zhí)行一次操作，ANSYS都會(huì)將該操作路徑相對(duì)應(yīng)的操作命令寫(xiě)入到一個(gè)LOG文件中，這個(gè)文件就是生成APDL文件的基礎(chǔ)。編輯編輯LOGLOG文件：文件：刪除顯示視角、平移、放大(縮小)和某些存盤(pán)命令；確定變化參數(shù)，在命令中以變量代替。編寫(xiě)編寫(xiě)APDLAPDL宏：宏：將參數(shù)值傳遞給參數(shù)，最終反映在LOG文件中。將宏文件嵌入到ANSYS啟動(dòng)文件中，生成工具按鈕。School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University總結(jié)與展望主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：提出了分組互換法的卡盤(pán)盤(pán)體與楔心套的裝配方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的正確性，證明該方法確實(shí)能提高卡盤(pán)定心精度。工作展望工作展望：（1）卡盤(pán)動(dòng)態(tài)夾緊力仿真系統(tǒng)的精度問(wèn)題。（2）對(duì)卡盤(pán)磨損分析缺少定量分析。School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University研究成果攻讀碩士期間成果：攻讀碩士期間成果：1陳會(huì)金,郭忠,于志強(qiáng). 雙行星動(dòng)力混合機(jī)攪拌槳受力分析J. 化學(xué)工程與裝備,2014