【摘要】：在實際加工過程中,變截面細長軸由于自身剛度的問題容易產(chǎn)生徑向變形,但軸的加工精度往往要求很高,由于傳統(tǒng)電解加工方法很難達到其精度要求,因此并不能用常規(guī)的電解磨削方法對其進行加工。對于變截面細長軸容易變形的問題已經(jīng)有了一種工藝方法——隨動中極法電解磨削,在此基礎上本文設計了一種新的工藝方法“可變載荷隨動中極法”電解磨削,并對變截面細長軸的典型零件頂頭零件進行加工分析。本文將從理論、力學模型、仿真以及試驗驗證幾個方面對其進行分析研究。首先,簡單概述和總結(jié)了電解加工技術的國內(nèi)外發(fā)展和應用狀況,闡述了電解加工的基本原理和特點,并系統(tǒng)分析了影響其加工精度的因素。針對上面提出的兩種加工工藝方法進行理論上敘述,再對本文主要研究對象頂頭零件建立電解磨削力學模型并進行力學分析。其次,借助ANSYSWorkbench仿真軟件,分別使用普通隨動中極和可變載荷隨動中極兩種加工工藝方法對零件的變形規(guī)律和應力大小變化進行分析,并對這兩種仿真的結(jié)果加以對比。結(jié)果表明,與隨動中極法電解磨削相比,可變載荷隨動中極法加工的零件剛度最小處徑向位移從最大的27.9um降到9.8um,最大應力從25.4MPa降低到22.4MPa,極大地提高了加工精度。再利用瞬間動力學模型對可變載荷所施加的力進行了分析和選擇,得到在可變載荷的力與零件磨削力徑向分力差值在4N時,可變載荷隨動中極法電解磨削的加工精度最高。最后,考慮到在可變載荷隨動中極法電解磨削中影響零件徑向變形的機械因素主要是零件轉(zhuǎn)速Vw、縱向進給速度Vf和磨削深度ap,因此本文利用正交實驗對這幾個因素的參數(shù)進行優(yōu)化分析,最終得到零件轉(zhuǎn)速240 r/min,縱向進給速度0.140 mm/r,磨削深度0.025 mm時可變載荷加工工藝能夠達到很高的加工精度。對于結(jié)果進行了實驗驗證,最終得出方案是可行的。
[Abstract]:In the process of practical machining, variable cross-section slender shaft is easy to produce radial deformation due to its own stiffness, but the machining accuracy of shaft is often very high, because the traditional electrolytic machining method is difficult to achieve its precision requirements. Therefore, the conventional electrolytic grinding method can not be used to process it. For the problem of easy deformation of slender axis with variable cross section, there has been a new process method of electrolysis grinding, which is the following middle pole method. On the basis of this, a new process method, "variable load following middle pole method", has been designed for electrolytic grinding. And the machining analysis of typical parts with long axis with variable cross-section is carried out. In this paper, the theory, mechanical model, simulation and experimental verification will be analyzed and studied. Firstly, the development and application of ECM at home and abroad are briefly summarized, the basic principle and characteristics of ECM are expounded, and the factors affecting machining accuracy are analyzed systematically. In view of the above two machining technology methods are described theoretically, and then the mechanical model of electrolytic grinding is established and the mechanical analysis is carried out for the main research object of this paper. Secondly, with the help of ANSYSWorkbench simulation software, the deformation law and stress change of the parts are analyzed by using two processing methods of common middle pole following and variable load following middle pole, and the results of the two kinds of simulation are compared. The results show that the minimum radial displacement and the maximum stress are reduced from the maximum 27.9um to 9.8 ump and the maximum stress from 25.4MPa to 22.4 MPA, respectively, compared with the electrolysis grinding with the following middle pole method, and the minimum radial displacement of the parts machined by the variable load follower electrode method is reduced from the maximum 27.9um to 9.8 ump. The machining accuracy is greatly improved. Then the force applied by variable load is analyzed and selected by using instantaneous dynamic model. When the radial force difference between variable load and grinding force of parts is 4 N, the machining accuracy of electrolysis grinding with variable load is the highest when the radial force difference between variable load and grinding force is 4 N. Finally, considering that the main mechanical factors that affect the radial deformation of parts in variable load follower electrolysis grinding are parts rotational speed Vw, longitudinal feed speed Vf and grinding depth ap,. In this paper, the parameters of these factors are optimized and analyzed by orthogonal experiment. Finally, the rotational speed of parts is 240r / min and the longitudinal feed speed is 0.140 mm/r,. The variable load machining process with grinding depth of 0.025 mm can achieve high machining accuracy. The results are verified by experiments, and the scheme is feasible.
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG580;TG662

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本文編號：2373357