高精度无心车床刀盘系统动态特性分析

无心车床是线性棒料表面处理的重要设备,刀盘系统是无心车床的重要部分,可以直接影响加工精度。这里以XF-WXC无心车床刀盘系统为研究对象,对刀盘系统进行模态分析,得到前六阶固有频率和模态振型,再通过设置不同工况转速,分析不同转速对刀盘系统模态频率的影响规律,并基于模态分析结果进行不同工况下的谐响应分析,研究刀盘系统的动态特性。分析结果表明:刀盘系统的刀尖位置为受力变形最大部位;易发生共振的激励频率在278Hz、449Hz和480Hz附近,在共振频率处的最大形变位移为0.036mm;同时利用实际切削实验结果验证仿真分析的可靠性。为无心车床的进一步优化设计提供理论依据。

无心车床空心主轴系统振动特性分析及结构优化

利用Pro/E建立了空心主轴单元的三维模型,采用ANSYS对空心主轴单元进行了振动特性分析。通过在空心主轴上选取的6个关键节点,并取前轴承不同位置,对比分析不同前轴承位置时的固有频率及相应6节点处的振动特性,得到如下结论:刀具和调刀套节点处的振动对棒材加工精度影响最大,并在此基础上对空心主轴结构进行优化,提高了加工精度。

无心车床轴系部件同轴度对加工精度的影响及调整方法研究

阐述了无心车床的结构原理,分析了无心车床主要部件间同轴度对加工精度的影响,并紧密结合生产实际提出了同轴度的调整方法,最终经过现场反复调试试验验证了该方法的正确性和可靠性。

基于无心车床主轴电机电流的钛合金切削力经验公式的实验研究

针对目前无心车床钛合金切削力计算公式推导的困难性和复杂性,通过测量主电机电流的实验方法来探索难加工材料钛合金的切削规律,打破了传统的测量切削力的实验平台,解决了传统方法中实验平台搭建过程的难题。同时以空心主轴电机电流为主要实验数据,结合切削深度以及进给速度等实验数据,在SPSS软件中进行线性回归分析,拟合出了切削力经验公式,验证了该经验公式在实际的加工中的指导意义,为进一步研究钛合金的切削机理奠定了研究基础。

基于无心车床主轴电动机单元电流的钛合金切削力经验公式的试验研究

针对目前无心车床钛合金切削力计算公式推导的困难性和复杂性,通过测量主电动机电流的试验方法来探索难加工材料钛合金的切削规律,打破了传统的测量切削力的试验平台,解决了传统方法中试验平台搭建过程的难题。同时以空心主轴电动机电流为主要实验数据,结合切削深度以及进给速度等试验数据,在SPSS软件中进行线性回归分析,拟合出了切削力经验公式,验证了该经验公式在实际加工中的指导意义,为进一步研究钛合金的切削机理奠定了研究基础。

高精度无心车床主轴系统动力学建模研究

针对无心车床加工时主轴系统的振动导致加工精度不足的问题,该文以无心车床主轴系统为研究对象,考虑了实际加工中存在的棒料s弯问题,建立了主轴系统动力学模型,并在simulink中进行了动力学分析,得到了主轴在径向1(x向),径向2(y向),轴向(z向)振动信号。通过对主轴参数轴承游隙的改变来观察主轴x方向,y方向,z方向振动的变化趋势,以及改变轴套磨损量来观察主轴z方向的振动变化趋势。分析结果表明,主轴在三个方向上的振动z向最大。最后将试验信号与模型信号进行对比分析,振动实验值与理论值的误差均在5%以内,所得实验结果与模型结果基本一致,z向振动最大,可通过调整主轴参数来提高加工精度,验证了所建立模型的准确性。

基于ANSYS的无心车床空心主轴单元的动态特性分析

利用Pro/E建立了无心车床的空心主轴单元三维模型,采用ANSYS对无心车床的空心主轴单元进行模态分析,得到无心车床的空心主轴单元前6阶固有频率和振型云图;在模态分析基础上,对无心车床的空心主轴单元进行谐响应分析。通过分析得到如下结论:所研究的无心车床的空心主轴工作频率远离其1阶固有频率,运转具有较好的稳定性;刀具以及调刀套处的振动幅值为整根无心车床的空心主轴上振动幅值最大处,该两处的振动幅值对棒料的加工精度影响最大,也是最容易发生疲劳破坏的区域。无心车床的空心主轴单元的动态特性分析为后续的结构优化提供了理论依据。

基于TRIZ理论无心车床的设计与仿真

针对无心车床车削加工存在自动化程度低、劳动强度高等问题,利用TRIZ理论分析无心车床存在的技术矛盾,并在矛盾矩阵里查找发明原理,确定无心车床改进方案。设计一种同心双轴结构、螺纹驱动刀具进给的无心车床,通过两轴速度差实现刀具进给和退刀;车削光轴和锥面,扩大无心车床加工范围。利用Deform软件仿真无心车床车削加工,比较分析车削加工载荷的仿真值与理论值。结果表明:仿真值与理论值的误差在可接受范围内,验证了无心车床车设计的合理性和车削加工的可行性。

无心车床刀具动态调整机构设计

为解决加工直径200 mm以上棒料的全自动化高端无心车床的国产化问题,设计了一种基于差动轮系的刀具在线动态调整机构。当无心车床在持续加工棒材的过程中,调刀伺服电机驱动差动轮系的太阳轮静止、正传、反转三种模式可分别实现对刀具的固定、进给和退回的三种控制,通过具有径向齿圈和端面齿轮的复合齿轮,其端面齿和齿轮丝杠啮合带动齿轮丝杠的转动,并驱动刀具在刀盘上径向移动,可以在线补偿刀具磨损和自动刀具位置调整。解决了现有无心车床在线动态调整功能的不足,实现了全自动化加工。

无心车床车削钛合金棒材工艺参数与表面粗糙度关系研究

采用无心车床对钛合金棒料进行表面处理,以去除其表面缺陷,降低表面粗糙度,研究车削工艺参数主轴转速V、进给速度F、吃刀量a_(p)对表面粗糙度的影响规律。利用响应曲面法来设计实验,通过对实验数据的回归分析,建立基于加工工艺参数(主轴转速、切削深度、进给速度)表面粗糙度预测模型;分析车削工艺参数及其交互作用对表面粗糙度的影响规律,获得了车削最优工艺参数区间。研究结果表明:车削工艺参数对工艺指标表面粗糙度的影响次序为:a_(p)>f>V。在工艺参数交互作用中,f-a_(p)的交互作用对表面粗糙度影响最大;在最优车削工艺参数区间确定的工艺参数组合可满足表面粗糙度R_(a)小于0.8μm的生产要求。

基于SolidWorks的无心车床自定心滑刷连杆式导向机构的研究

针对无心车床在金属棒料加工过程中工件的运动情况,研究一种滑刷连杆式自定心导向装置。研究就无心车床对金属棒料切削工况进行分析并确定研究设计方案,以SolidWorks为平台建立零件的三维数字化模型、装配体生成,在此基础上进行了干涉检查。

20无心车床轴系部件同轴度调整方法

对20无心车床的结构原理进行了详细阐述，同时从实际出发对如何有效改善同轴度提出了合理化建议。

无心车床刀盘结构振动特性分析

为研究无心车床刀盘结构在切削加工过程中的动力学特性,避免产生共振,对刀盘结构进行模态和谐响应分析。建立刀盘结构的三维模型,导入ABAQUS中对刀盘结构进行模态分析,分别得到刀盘、刀盒和装配的刀盘结构的前六阶固有频率与模态振型。在模态分析基础上,对刀盘结构进行谐响应分析,得到位移与频率响应曲线。结果表明:刀盘结构的位移和268Hz时振幅最大,即固有模态阶数的第1阶附近。通过谐响应分析,得出刀盘结构易发生共振时的频率,同时得出各零件的固有频率重叠部分,为无心车床的结构设计和优化提供理论依据。

基于过程阻尼的钛合金丝材表面车削精整加工稳定性研究

针对航空紧固件原材料钛合金丝材盘圆细长结构特性和加工难度大的问题,采用无心车床进行钛合金丝材盘圆的表面车削精整加工。考虑车削后高精度表面质量的要求,为提高无心车床的加工稳定性,建立考虑过程阻尼效应的多自由度耦合颤振动力学模型。通过对模型求解,绘制无心车床刀盘切削系统稳定性叶瓣图进行稳定性分析,得到稳定可加工参数组。进一步分析刀具结构参数的影响,刀尖圆弧半径为0.1~0.3 mm、刀具前角为1°~2°和刀具后角为2°~5°时,可以获得设计安全性最高的稳定可加工参数组。通过搭建试验平台验证理论分析结论,所得到的刀具结构参数选择域和稳定可加工参数组可为钛合金丝材盘圆的表面精整加工提供参考。

基于灰色关联分析的GH2132线材高精度切削参数优化

目的通过无心车床车削去除GH2132线材的表面缺陷,分析无心车床加工参数对线材表面粗糙度、尺寸误差和表面显微硬度的响应关系,并建立GH2132线材表面灰色关联度多目标优化模型,确定可行工艺参数域。方法采用响应曲面中心复合设计,测量车削后GH2132线材的表面粗糙度、尺寸误差和表面显微硬度;利用响应曲面法(Response Surface Method,RSM)分别建立表面粗糙度、尺寸误差和表面显微硬度的单目标预测模型,确定单目标优化最优工艺参数组;基于灰色关联分析(Grey Correlation Analysis,GRA)理论,以表面粗糙度、尺寸误差和表面显微硬度为优化指标进行降维处理,构建车削工艺参数与灰色关联度的二阶回归预测模型;绘制车削工艺参数与灰色关联度值的等值线图,确定可行工艺参数域。结果对建立的表面粗糙度、尺寸误差和表面显微硬度的单目标预测模型进行方差分析,显著度均小于0.0001。得到了最小表面粗糙度工艺参数组,切削速度n=373.919 r/min,进给速度v_(f)=0.475 m/min。得到了最小尺寸误差工艺参数组,n=375.636 r/min,v_(f)=0.596 m/min。得到了最大表面显微硬度工艺参数组,n=337 r/min,v_(f)=0.903 m/min。对于灰色关联度多目标预测模型,误差范围为0.13%~9.4%,确定的可行工艺参数域对应的最小灰色关联度值为0.54437。结论基于灰色关联分析的多目标预测模型的准确度较高,主轴转速n对多目标的响应程度大于进给速度v_(f)。通过确定可行工艺参数域,为GH2132线材去除表面缺陷提供工程参考。