碩士論文答辯

1、School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University卡盤定心精度與夾緊力研究姓名 ：專業(yè) ：機械工程學 號 ：指導教師 ：2013級碩士研究生學位論文答辯School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University報告內(nèi)容基本概況與研究綜述提高卡盤定心精度方法研究卡盤仿真系統(tǒng)開發(fā)總結(jié)與展望卡盤夾緊力特性研究School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yan

2、tai University基本概況與研究綜述l國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006202020062020） 高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備專項：重點攻克數(shù)控系統(tǒng)、功能部件的核心關鍵技術。增強我國高檔數(shù)控機床和基礎制造裝備的自主創(chuàng)新能力，實現(xiàn)主機與數(shù)控系統(tǒng)、功能部件協(xié)同發(fā)展，目標是基本滿足航天、船舶、汽車、發(fā)電設備制造等四個領域的重大需求。l高速切削技術發(fā)展迅速，配套功能部件性能不足高速切削技術發(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)應力和熱變形，提高加工精度降低振動對加工精度的影

3、響加工難加工材料l 動力卡盤市場調(diào)研動力卡盤市場調(diào)研臺灣地區(qū)品牌產(chǎn)品占50%，歐盟、日本品牌產(chǎn)品占20%，國內(nèi)自主品牌產(chǎn)品僅占到30%左右德國：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總體結(jié)構(gòu)常見液壓動力卡盤（按傳動形式）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)運動轉(zhuǎn)化成卡盤的徑向運動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)果制造階段卡盤零件制造誤差、零件磨損三爪運動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夾持弧對中誤差不合理的卡爪錐角工件安裝動態(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夾持工件車削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)三個階段剛度剛度：夾緊力損失隨工件剛度增大而增加；隨卡盤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夾緊力計算模型School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University基本概況與研究綜述研究內(nèi)容：l在實驗

6、室已有研究基礎上，對提高卡盤裝配精度方法進行研究l對影響卡盤動態(tài)夾緊力的因素進行研究l探究各參數(shù)對動態(tài)夾緊力仿真的影響l對卡盤仿真系統(tǒng)進行開發(fā)研究思路：l采用分組互換法對裝配方法進行方案設計l采用有限元方法對卡盤進行仿真l采用實驗方法研究摩擦磨損對卡盤的影響l采用有限元二次開發(fā)方法進行卡盤專用系統(tǒng)開發(fā)School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University報告內(nèi)容基本概況與研究綜述提高卡盤定心精度方法研究卡盤仿真系統(tǒng)開發(fā)總結(jié)與展望卡盤夾緊力特性研究School of Electromechanical an

7、d Automobile Engineering，Yantai University提高卡盤定心精度方法研究清華大學研究內(nèi)容： 盤體與楔心套的裝配間隙是決定卡盤配車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。配合間隙對精度影響曲線School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University提高卡盤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)濟公差加工，然后再通過零件測量將各組成環(huán)按原公差大小分組，按相應

8、組進行裝配的方法。School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University提高卡盤定心精度方法研究設備名稱規(guī)格（型號）數(shù)控車床CK1440A/PG實驗卡盤4臺楔式動力卡盤潤滑油介質(zhì)企業(yè)自配潤滑脂千分表德國馬爾測試棒直徑32mmSchool of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University報告內(nèi)容基本概況與研究綜述提高卡盤定心精度方法研究卡盤仿真系統(tǒng)開發(fā)總結(jié)與展望卡盤夾緊力特性研究School of Electromechani

9、cal and Automobile Engineering，Yantai University卡盤夾緊力特性研究重復夾緊次數(shù)050010001500200025003000350040004500夾緊力/KN83.166.356.746.244.143.442.640.23642.9重復夾緊次數(shù)500055006000650070007500800085009000夾緊力/KN4239.937.235.233.330.129.126.426.1重復夾緊對卡盤夾緊力影響實驗重復夾緊對卡盤夾緊力影響實驗實驗設備實驗設備：眾環(huán)綜合試驗機，KT55-200楔式動力卡盤，Gripping Force

10、Tester夾緊力測試儀，測試棒。實驗方法實驗方法：油缸油壓4Mpa，每夾緊測試棒500次測試夾緊力；連續(xù)夾緊10次后進行全程無負載運動5次測試夾緊力。School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University卡盤夾緊力特性研究接觸面表面形貌觀察實驗：接觸面表面形貌觀察實驗：超聲波清洗器 掃描電鏡試驗臺卡盤主要接觸面（3對）接觸面形貌與能譜圖School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University卡盤夾緊力特性研究表面形貌

11、觀察實驗小結(jié)：表面形貌觀察實驗小結(jié)：（1）卡盤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）對卡盤實際生產(chǎn)使用中提出的建議主要有一下幾點：對卡盤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；定期對卡盤進行保養(yǎng)，定期清理卡盤添加潤滑劑等。School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University卡盤夾緊力特性研究簡化模型School of Electromechanical and Automobile Engineering，Yantai University報

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

13、面設定ETYPE:用于選擇單元類型MP:定義材料參數(shù)MESH:設置單元網(wǎng)格大小LOAD:設置載荷大小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都會將該操作路徑相對應的操作命令寫入到一個LOG文件中，這個文件就是生成APDL文件的基礎。編輯編輯LOGLOG文件：文件：刪除顯示視角、平移、放大(縮小)和某些存盤命令；確定變化參數(shù)，在命令中以變量代替。編寫編寫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)與展望主要創(chuàng)新點主要創(chuàng)新點：提出了分組互換法的卡盤盤體與楔心套的裝配方法，并通過實驗驗證了該方法的正確性，證明該方法確實能提高卡盤定心精度。工作展望工作展望：（1）卡盤動態(tài)夾緊力仿真系統(tǒng)的精度問題。（2）對卡盤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陳會金,郭忠,于志強. 雙行星動力混合機攪拌槳受力分析J. 化學工程與裝備,2014