基于模态分析的智能三主轴加工中心结构优化

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作者 吕冬梅 韩江 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第4期128-131,共4页

简单介绍了当前的实验模态分析的相关理论和方法,重点介绍LSCF(最小二乘复频域法)方法的理论知识;随后以智能三主轴加工中心整机为测试对象,采用LSCF方法(最小二乘复频域法)对三主轴加工中心进行了实验模态分析并对其结果进行分析。最... 简单介绍了当前的实验模态分析的相关理论和方法,重点介绍LSCF(最小二乘复频域法)方法的理论知识;随后以智能三主轴加工中心整机为测试对象,采用LSCF方法(最小二乘复频域法)对三主轴加工中心进行了实验模态分析并对其结果进行分析。最后将实验结果和有限元模态分析结果进行对比;得出结论:主轴箱是薄弱环节,优化内筋板高度和侧筋板厚度尺寸;优化后的主轴箱x,y和z向最大变形率别下降了9.32%、7.89%和8.89%,证实模态分析方法具有可靠性。 展开更多

关键词 三主轴加工中心 实验模态分析 有限元分析 仿真结果

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(CKA6150-20701A)数控车床主轴加工工艺难点分析 被引量：4

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作者 李迎华 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第10期106-108,共3页

文章就(CKA6150-20701A)数控车床主轴加工工艺难点进行了深入分析,阐述了如何通过改进工艺解决工艺制订中的关键问题,对提高生产效率、降低成本很有益处。

关键词 数控车床 主轴加工 工艺难点

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双主轴加工单元取代专用机床

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作者 HektorSteinhiber 沈捷 谭汝谋 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2001年第4期50-52,共3页

加工中心日益取代组合机床和专用机床。其原因是：由于托盘交换和刀具交换而始终存在的影响生产率和有碰撞危险的缺点可以用新结构的机床加以避免。首次在2000年的Metav展会上展示的柔性加工单元就是一个证明。

关键词 专用机床 加工中心 组合机床 双主轴加工单元

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加工流线和自由形面的双主轴加工中心

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作者 春林 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2005年第4期139-140,共2页

关键词 LIECHTI公司 加工流线 自由形面 双主轴加工中心

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卧式加工中心主轴用组合式磁流体密封设计及优化

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作者 梁肖 朱维兵 +2 位作者 王凤麟 颜招强 王和顺 《机床与液压》 北大核心 2025年第12期40-47,共8页

为有效解决卧式加工中心主轴密封的难题,设计一种带挡液环的新型组合式磁流体密封三级密封装置。采用有限元分析方法探究不同密封间隙L_(g)、极齿宽度L_(t)、极齿高度L_(h)、槽宽L_(s)下的磁场分布规律,并采用正交试验法对关键结构参数... 为有效解决卧式加工中心主轴密封的难题,设计一种带挡液环的新型组合式磁流体密封三级密封装置。采用有限元分析方法探究不同密封间隙L_(g)、极齿宽度L_(t)、极齿高度L_(h)、槽宽L_(s)下的磁场分布规律,并采用正交试验法对关键结构参数进行优化设计。结果表明:根据各参数对密封性能的影响规律,得到正交试验中各参数的取值范围为:L_(g)=0.1~0.5 mm、L_(t)=0.3~0.7 mm、L_(h)=1.4~1.8 mm、L_(s)=1.4~1.8 mm;各变量因素对密封性能影响程度由大到小依次为L_(g)、L_(t)、L_(s)、L_(h),最优组合为L_(g)=0.1 mm、L_(t)=0.7 mm、L_(h)=1.6 mm、L_(s)=1.6 mm,优化后结构的密封耐压值为0.17 MPa,远高于工况所要求的耐压值,满足密封要求,优化效果显著,密封性能达到最佳状态。 展开更多

关键词 卧式加工中心主轴 磁流体密封 有限元分析 正交试验

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卧式加工中心主轴用组合式磁流体密封热特性分析

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作者 颜招强 梁肖 +2 位作者 朱维兵 王凤麟 王和顺 《机床与液压》 北大核心 2025年第13期90-96,共7页

温升过高会严重影响磁流体密封性能、主轴稳定性及机床加工精度。以卧式加工中心主轴用组合式磁流体密封装置为研究对象,探究磁流体、前端轴承摩擦热对密封装置温度场的影响,利用有限元分析方法研究整体装置温度分布规律,确定冷却水流... 温升过高会严重影响磁流体密封性能、主轴稳定性及机床加工精度。以卧式加工中心主轴用组合式磁流体密封装置为研究对象,探究磁流体、前端轴承摩擦热对密封装置温度场的影响,利用有限元分析方法研究整体装置温度分布规律,确定冷却水流量范围以实现高效、节能降温。结果表明:高转速下,磁流体黏性发热和轴承摩擦热对温度场影响大,最高温度随密封间隙减小而增大,通入冷却水后降温效果显著。综合考虑冷却水温度和流量及密封间隙,在0.1 mm密封间隙下,冷却水温度为18~22℃时,流量需控制在0.5~4 L/min;在0.2 mm密封间隙下,冷却水温度为18~22℃时,流量需控制在0.5~3 L/min,可以实现有效且快速降温。 展开更多

关键词 卧式加工中心主轴 磁流体密封 有限元分析 流量范围 温度场

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双主轴卧式加工中心横梁结构综合优化设计 被引量：1

7

作者 尹浇钦 高自成 +3 位作者 李立君 刘怀粤 乔志东 胡意波 《机床与液压》 北大核心 2024年第14期94-99,共6页

为了在降低横梁总质量的同时保证其低阶固有频率和刚度,提出一种结合拓扑结构和尺寸优化的设计方法。使用拓扑优化方法确定横梁内部结构,并对它进行修复;根据修复后横梁的有限元分析结果,以横梁内部的厚度、孔尺寸等多个参数为设计变量... 为了在降低横梁总质量的同时保证其低阶固有频率和刚度,提出一种结合拓扑结构和尺寸优化的设计方法。使用拓扑优化方法确定横梁内部结构,并对它进行修复;根据修复后横梁的有限元分析结果,以横梁内部的厚度、孔尺寸等多个参数为设计变量,整体最大变形和1阶固有频率为约束条件,采用总质量最小为目标函数建立数学模型。利用多目标遗传算法(MOGA)进行求解,通过CCD试验设计获得初始样本点,并使用Kriging模型建立响应面。经过多次试验发现,横梁的总质量相比于优化前减少了20.3%。 展开更多

关键词 双主轴卧式加工中心 横梁 拓扑优化 响应面法 轻量化设计

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双主轴义齿加工系统综合性能研究 被引量：5

8

作者 张霖 廖文和 +1 位作者 王杰 刘姿 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期28-32,共5页

介绍了一台用于口腔修复的小型双主轴义齿快速加工系统。对加工系统提出了满足口腔医疗环境的功能需求及义齿加工所需的主要技术指标,确定了系统总体结构布局。对构建的加工系统进行了结构振动模态试验分析,获得了系统结构关键区域的振... 介绍了一台用于口腔修复的小型双主轴义齿快速加工系统。对加工系统提出了满足口腔医疗环境的功能需求及义齿加工所需的主要技术指标,确定了系统总体结构布局。对构建的加工系统进行了结构振动模态试验分析,获得了系统结构关键区域的振型。建立了基于多体系统理论的系统空间几何误差模型,用激光干涉仪测量法进行了误差辨识,实现了系统空间几何误差补偿。最后进行了人体磨牙冠义齿铣削加工试验,制品表面粗糙度Ra的平均值为0.8μm,满足医学口腔修复要求。 展开更多

关键词 义齿加工 双主轴数控加工 模态试验 空间几何误差 多体系统

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加工中心电主轴动力学分析理论建模与实验研究 被引量：4

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作者 彭必友 殷国富 +3 位作者 姜华 胡腾 钟开英 郑裕来 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期249-253,共5页

电主轴作为加工中心赖以实现高速精密加工的核心功能部件,其动态性能的高低决定了机床的整体发展水平。传递矩阵法是目前转子动力学分析建模最有效的数学方法。作者基于传递矩阵法对加工中心电主轴进行动力学分析,并基于MATLAB进行了实... 电主轴作为加工中心赖以实现高速精密加工的核心功能部件,其动态性能的高低决定了机床的整体发展水平。传递矩阵法是目前转子动力学分析建模最有效的数学方法。作者基于传递矩阵法对加工中心电主轴进行动力学分析,并基于MATLAB进行了实例的数值计算,最后利用物理模态实验验证了该数学模型的有效性。得到以下结论:1)第1阶固有频率的误差约为1.2%,第2阶固有频率相差较大,达到12.9%;误差较大的原因是传递矩阵法属于集中质量理论,原本连续的模型被离散后,高阶频率的计算误差较大,因此该模型对于求解低阶模态参数是可靠的;2)传递矩阵法在建立的简化模型忽略了螺钉孔和键槽等不对称细节,因此传递矩阵法得到的固有频率要比物理实验少,即得不到对称振型。 展开更多

关键词 加工中心电主轴 动力学分析 传递矩阵法 模态实验

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加工中心机械主轴结构的创新设计 被引量：1

10

作者 吴贵军 韩文清 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第9期70-73,共4页

简单介绍加工中心机床主轴,在分析AP1230加工中心机械主轴结构的基础上,结合加工中心机床的特点,针对现有加工中心机械主轴传动和冷却方式的技术不足,设计环喷直联式加工中心机械主轴-APHZ1230,通过联轴器将加工中心机械主轴与电机轴连... 简单介绍加工中心机床主轴,在分析AP1230加工中心机械主轴结构的基础上,结合加工中心机床的特点,针对现有加工中心机械主轴传动和冷却方式的技术不足,设计环喷直联式加工中心机械主轴-APHZ1230,通过联轴器将加工中心机械主轴与电机轴连接传动,优化了驱动方式,传动平稳,加工中心机床打刀臂推动连接体带动拉杆实现松拉刀,在主轴前端采用环喷和气密封一体化的结构设计,将冷却和密封功能有效地结合在一起,既降低温升又防止灰尘和冷却残液,提高主轴的可靠性。同时,加工中心机床结构紧凑,占用空间小,更加具有经济性。 展开更多

关键词 加工中心机械主轴 创新设计 传动 直联式 环喷冷却

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龙门加工中心主轴系统的热态性能分析技术研究 被引量：4

11

作者 杨才久 殷国富 +2 位作者 刘立新 方辉 阳红 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第11期78-80,共3页

龙门加工中心主轴系统热态特性是提升机床性能的一个关键问题。针对龙门加工中心主轴系统热态特性分析的需要,建立有限元分析模型,计算主轴轴承的发热量以及主轴系统各个表面的对流换热系数,利用ANSYS WORKBENCH对其温度场、热变形状况... 龙门加工中心主轴系统热态特性是提升机床性能的一个关键问题。针对龙门加工中心主轴系统热态特性分析的需要,建立有限元分析模型,计算主轴轴承的发热量以及主轴系统各个表面的对流换热系数,利用ANSYS WORKBENCH对其温度场、热变形状况以及热-结构耦合问题进行了分析计算,得到了不同位置轴承对总热变形的影响以及不同转速条件下主轴系统的稳态热态性能。实验测试数据表明分析计算结果的准确性较高,可用于指导该型龙门加工中心主轴系统结构优化设计和热变形补偿。 展开更多

关键词 龙门加工中心主轴系统 有限元分析模型 热态性能 温度场

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加工中心主轴热误差实验分析与建模 被引量：10

12

作者 穆塔里夫.阿赫迈德 项伟宏 郑力 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2002年第9期15-17,20,共4页

以TH6 35 0卧式加工中心为对象 ,构建了一套基于虚拟仪器系统的温度场和热误差测量系统 ,测出了加工中心的温度场和主轴的各项热误差。运用多元回归分析方法建立了加工中心主轴的热误差模型 ,采用模糊聚类分析方法和逐步回归方法对模型... 以TH6 35 0卧式加工中心为对象 ,构建了一套基于虚拟仪器系统的温度场和热误差测量系统 ,测出了加工中心的温度场和主轴的各项热误差。运用多元回归分析方法建立了加工中心主轴的热误差模型 ,采用模糊聚类分析方法和逐步回归方法对模型进行了分析和优化 ,并提出了基于PC的误差补偿策略。 展开更多

关键词 加工中心主轴 热误差 模糊聚类分析 逐步回归方法 误差补偿

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基于遗传算法的多主轴头加工空行程轨迹规划 被引量：7

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作者 崔榕芳 陈蔚芳 +2 位作者 潘立剑 朱帅 刘振华 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期507-517,共11页

针对多主轴头五轴机床加工时需手动规划空行程的问题,提出一种空行程轨迹自动规划方法。在机床运动学建模的基础上,针对刀位点轨迹和刀轴矢量,分别提出基于最短路径的刀位点轨迹规划和无碰撞刀轴矢量规划,将空行程规划问题转化为参数优... 针对多主轴头五轴机床加工时需手动规划空行程的问题,提出一种空行程轨迹自动规划方法。在机床运动学建模的基础上,针对刀位点轨迹和刀轴矢量,分别提出基于最短路径的刀位点轨迹规划和无碰撞刀轴矢量规划,将空行程规划问题转化为参数优化问题。为了简化碰撞检测,提出两级相交检测算法。通过加权系数法建立空行程规划的目标函数,并采用遗传算法求解,规划出一条无碰撞、运动时间最短、旋转轴角度变化量最小、末端轨迹最短的具有柔性的理想轨迹。在Vericut建立的仿真平台上,验证了该方法的可行性和有效性。所提方法具有拓展性,通过多次分解轨迹求取棱交点能够实现复杂工件的空行程规划。 展开更多

关键词 轨迹规划 无干涉 多主轴头加工 遗传算法 最短路径

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加工中心主轴轴承的卸荷结构分析 被引量：1

14

作者 吴东阳 宋思明 +2 位作者 钞仲凯 李东亚 张涛 《轴承》 北大核心 2018年第6期15-17,共3页

介绍了加工中心主轴的松拉刀系统,针对松、拉刀时轴承受冲击载荷可能会损坏的问题,提出需要增加卸荷结构,并分析了轴承是否需要卸荷结构的判断依据,给出了常见的加工中心主轴卸荷结构。

关键词 角接触球轴承 加工中心主轴轴承 松刀力 拉刀力 卸荷结构

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主轴式滚磨光整加工EDEM-FLUENT耦合仿真模拟分析研究 被引量：1

15

作者 赵恺 王娜 +1 位作者 杨胜强 李文辉 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第7期6-11,共6页

考虑到主轴式滚磨光整加工实际工况是湿式环境,为实现该环境的下主轴式滚磨光整加工工艺的仿真模拟,首先将滚抛磨块按离散相处理,基于EDEM软件的Hertz-Mindlin模型对主轴式滚磨光整加工工艺进行仿真模拟,分析滚抛磨块运动情况,然后综合... 考虑到主轴式滚磨光整加工实际工况是湿式环境,为实现该环境的下主轴式滚磨光整加工工艺的仿真模拟,首先将滚抛磨块按离散相处理,基于EDEM软件的Hertz-Mindlin模型对主轴式滚磨光整加工工艺进行仿真模拟,分析滚抛磨块运动情况,然后综合考虑滚抛磨块与液体介质的双向耦合作用,采用EDEM-FLUENT的联合仿真,通过欧拉-欧拉法建立滚筒内固液两相流混合模型,探究不同加工环境下滚抛磨块与工件接触速度大小;最后通过实验测试获得滚抛磨块与工件之间的接触力,并与仿真模拟做对比分析,以滚抛磨块与工件之间的接触力为评价指标,探究滚抛磨块对工件的作用规律,验证耦合仿真的有效性,为实际工程应用提供指导。结果表明:滚抛磨块成漩涡状运动轨迹,与工件接触时,运动轨迹发生变化,沿工件滑擦一段距离恢复圆周运动;湿式滚抛磨块速度小于干式情况,且靠近筒壁一侧磨块滑擦速度最大,正对磨块流处速度最小;工件正对磨块流处与滚抛磨块的接触力最大,靠近筒壁一侧次之,靠近筒中心一侧最小;滚筒转速较工件加工位置对于滚抛磨块与工件之间的接触力影响小,正对磨块流处滚抛磨块与工件之间主要发生碰撞作用,工件两侧以滑擦作用为主,验证了EDEM-FLUENT耦合仿真可用于主轴式滚磨光整加工固液两相流模拟,该方法为进一步探究滚抛磨块与复杂形状工件的接触研究提供参考。 展开更多

关键词 干式 湿式 主轴式滚磨光整加工 EDEM EDEM-FLUENT联合仿真

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加工中心主轴温升实验装置的设计 被引量：2

16

作者 李继堂 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2012年第8期123-125,共3页

为了检验主轴的制造和装配质量,利用实验装置模拟主轴实际工作状况进行温升测试,把温升数据采集下来输入计算机进行数据分析,绘制出主轴温升曲线图或图表,通过技术分析判定主轴的整体质量。

关键词 实验台 加工中心主轴 温升 润滑冷却

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加工中心机械主轴冷却系统的创新设计 被引量：1

17

作者 梁兴 赵重喜 张一寒 《制造技术与机床》 北大核心 2013年第6期80-82,共3页

对AP1540加工中心机械主轴做了简要介绍,对加工中心机械主轴传统的冷却技术进行了研究,并设计了一种新型的加工中心主轴冷却系统,应用于AP15.540加工中心主轴。经主轴温升试验测定,采用该新型冷却系统的加工中心机械主轴温升降低11℃。... 对AP1540加工中心机械主轴做了简要介绍,对加工中心机械主轴传统的冷却技术进行了研究,并设计了一种新型的加工中心主轴冷却系统,应用于AP15.540加工中心主轴。经主轴温升试验测定,采用该新型冷却系统的加工中心机械主轴温升降低11℃。该新型冷却系统能很好地解决加工中心主轴的内部散热问题和主轴刀具的散热问题。 展开更多

关键词 加工中心机械主轴 冷却系统 创新设计

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主轴式滚磨光整加工弹塑性接触力修正计算 被引量：3

18

作者 王娜 杨胜强 +2 位作者 赵婷婷 曹波 赵恺 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期333-341,共9页

目的基于对主轴式滚磨光整加工弹塑性接触力修正系数研究的思路,探究主轴式滚磨光整加工过程中工件及滚抛磨块之间的碰撞接触力与碰撞接触速度之间的定量关系。方法采用EDEM系统中的Hertz-Mindlin接触模型进行模拟仿真,首先以Hertz接触... 目的基于对主轴式滚磨光整加工弹塑性接触力修正系数研究的思路,探究主轴式滚磨光整加工过程中工件及滚抛磨块之间的碰撞接触力与碰撞接触速度之间的定量关系。方法采用EDEM系统中的Hertz-Mindlin接触模型进行模拟仿真,首先以Hertz接触理论以及牛顿第二定律为基础,推导弹性正面碰撞接触力与碰撞接触速度之间的关系表达式,然后在Thornton弹塑性假设的基础上建立滚抛磨块与工件之间弹塑性接触力与碰撞接触速度之间的关系表达式,并将不同转速下工件与滚抛磨块之间的弹塑性正面碰撞接触力计算结果与实验测试结果进行对比分析,最后通过量化结构变位系数进一步修正弹塑性接触力计算公式。结果基于Hertz接触理论、牛顿第二定律以及Thornton接触力学模型,推导了出速度修正系数表达式,且速度修正系数在0.32~0.58之间。同时考虑结构变位修正系数,基于Matlab,经过试算求得结构的变位修正系数在0.50~2.41之间,修正后的弹塑性接触力计算结果与实验测试结果的相对误差在0.122%~8.901%之间。结论滚抛磨块与工件之间的弹塑性接触力计算公式,理论依据充分,参数明确,可以为滚磨光整加工实际工艺制定提供可信的计算方法。 展开更多

关键词 主轴式滚磨光整加工 EDEM仿真模拟 HERTZ接触理论 弹塑性接触力 修正系数

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主轴式滚磨光整加工参数对加工效果的影响 被引量：4

19

作者 王娜 杨胜强 +1 位作者 曹波 赵恺 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第5期206-209,213,共5页

为确定立式主轴式滚磨光整加工过程中滚抛磨块尺寸、加工位置以及接触力大小对于工件表面加工效果的影响。采用不同尺寸的球形磨块对(34×20)mm不锈钢直角钢片进行加工,以加工后工件表面的平均粗糙度值以及工件表面加工纹理作为评... 为确定立式主轴式滚磨光整加工过程中滚抛磨块尺寸、加工位置以及接触力大小对于工件表面加工效果的影响。采用不同尺寸的球形磨块对(34×20)mm不锈钢直角钢片进行加工,以加工后工件表面的平均粗糙度值以及工件表面加工纹理作为评价指标,探讨磨块尺寸、工件装夹位置以及工件所受接触力与加工效果之间的关系。实验结果表明:磨块尺寸D=3mm或D=4mm明显优于D>4mm时的加工效果,使用3mm或4mm磨块加工工件,可使工件表面平均粗糙度降低到0.254um左右,当工件中心距离滚桶底部z=75mm时,表面均匀性最好;z=55mm时,表面均匀性次之;z=65mm时,工件表面划痕仍然可见;随着磨块尺寸的增加以及加工深度的增加,接触力大小越来越大,磨块尺寸、加工位置及接触力大小对于加工效果均有显著影响。磨块尺寸越小,加工效果越好;工件位于距离填充磨块表面中上部时,加工效果最好;工件加工效果受接触力大小影响,但不成比例关系。 展开更多

关键词 主轴式滚磨光整加工 磨块尺寸 加工位置 表面粗糙度 表面加工纹理 接触力

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主轴式滚磨光整加工接触力修正系数研究 被引量：3

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作者 王娜 杨胜强 +1 位作者 曹波 赵婷婷 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第4期131-136,共6页

高端装备关重件多采用主轴式滚磨光整加工提高零件表面完整性,传统的用反复实验摸索滚磨光整工艺的办法存在工件提供难或数量少的实际问题。基于EDEM仿真主轴式滚磨光整加工可以为工艺制定提供有效的帮助,但模拟仿真与实际工况的差异性... 高端装备关重件多采用主轴式滚磨光整加工提高零件表面完整性,传统的用反复实验摸索滚磨光整工艺的办法存在工件提供难或数量少的实际问题。基于EDEM仿真主轴式滚磨光整加工可以为工艺制定提供有效的帮助,但模拟仿真与实际工况的差异性尚未可知。将滚抛磨块尺寸、滚筒转速以及加工位置作为影响接触力大小的评价指标,考虑仿真模拟与实验验证的可比性,设计构建了与仿真模拟完全相同的实验装置和工艺参数环境,选用Hertz-Mindlin无滑移接触模型进行模拟仿真,探究模拟仿真与实验测试得到的工件与滚抛磨块之间的法向接触力的规律性。通过量化接触对象球径比、加工位置以及滚筒转速对于接触力的影响,推导出接触力相关修正系数的表达式,进而建立包含接触对象球径比和速位影响系数的滚抛磨块与工件之间的接触力计算公式,并验证了不同径向位置处接触力计算公式的适用性。结果表明:球径比系数在(2.6664~2.9601)之间,其值与滚抛磨块尺寸成负相关关系;速位修正系数在(0.9519~1.9097)之间;采用修正后接触力表达式进行分析计算,计算结果与实验测试结果相对误差值在(0.08~18.91)%之间,该方法可以为滚磨光整加工实际工艺磨块与工件之间接触力提供可信的计算方法。 展开更多

关键词 主轴式滚磨光整加工 Hertz-Mindlin无滑移接触模型 球径比 速位修正系数 接触力

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