本文關(guān)鍵詞：臥式普通旋壓機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及整機(jī)研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，以及環(huán)保要求的增強(qiáng)，，三元催化器作為汽車排氣系統(tǒng)必不可少的關(guān)鍵環(huán)保零部件，在汽車工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。為了確保汽車尾氣的凈化效果，工程實(shí)際中對(duì)三元催化器殼體的成形質(zhì)量提出了較高的要求。 本論文以汽車排氣系統(tǒng)用三元催化器殼體為研究對(duì)象，綜合運(yùn)用有限元數(shù)值模擬、機(jī)械設(shè)計(jì)與優(yōu)化理論完成了臥式普通旋壓設(shè)備的自主開發(fā)與研制。借助于MSC.Marc軟件對(duì)三元催化器殼體旋壓成形過程進(jìn)行了全工序模擬；采用UG、ANSYS等軟件完成了該旋壓設(shè)備的機(jī)械本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵部件的有限元仿真分析及參數(shù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；最后完成了三元催化器殼體的試制試驗(yàn)。具體的研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下： （1）研究了三元催化器殼體旋壓成形全工序模擬的關(guān)鍵技術(shù)，采用MSC.Marc軟件建立了符合產(chǎn)品實(shí)際旋壓工藝的有限元模型；分析研究了該過程旋壓力的變化規(guī)律，并確定了旋壓設(shè)備的主傳動(dòng)功率。這為旋壓設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定了力學(xué)基礎(chǔ)。 （2）根據(jù)旋壓成形原理、機(jī)床設(shè)計(jì)理論與三元催化器殼體旋壓工藝要求，完成了旋壓設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核，主要包括主軸傳動(dòng)系統(tǒng)、伺服進(jìn)給系統(tǒng)與床身等附屬部件。與同類型的旋壓設(shè)備相比，本文自主開發(fā)與研制的旋壓設(shè)備在主軸傳動(dòng)系統(tǒng)與托料裝置等部件上進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，且具有操作簡(jiǎn)便、定位準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。 （3）運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)旋壓設(shè)備關(guān)鍵部件進(jìn)行了有限元仿真分析。主要分析研究了各部件結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度，結(jié)果表明，各部件結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能滿足機(jī)床設(shè)計(jì)要求，且存在一定的優(yōu)化空間；同時(shí)還對(duì)比分析研究了不同筋板布局對(duì)床身重量、強(qiáng)度及剛度的影響，最終獲取了床身結(jié)構(gòu)最佳筋板布局方案。 （4）基于參數(shù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，本文建立了旋壓設(shè)備關(guān)鍵部件的參數(shù)化幾何模型，在滿足部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛度要求的前提下，以重量為優(yōu)化目標(biāo)，完成對(duì)旋壓設(shè)備主軸箱體及床身的優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)果顯示，主軸箱體與床身的靜力學(xué)特性在滿足機(jī)床設(shè)計(jì)要求的前提下，兩部件結(jié)構(gòu)重量減輕均達(dá)到15%以上，較好的實(shí)現(xiàn)了旋壓設(shè)備輕量化的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 （5）完成了三元催化器殼體的試制試驗(yàn)，結(jié)果表明，三元催化器殼體旋壓成形質(zhì)量較好，壁厚分布均勻，其減薄率均在8%以下，完全符合產(chǎn)品質(zhì)檢要求。這也初步驗(yàn)證了本文自主開發(fā)與研制的臥式普通旋壓設(shè)備的工程實(shí)用性與市場(chǎng)價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：三元催化器殼體 臥式旋壓機(jī) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 參數(shù)優(yōu)化 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TG305
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 引言11
• 1.2 普通旋壓技術(shù)發(fā)展概述11-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外旋壓設(shè)備的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3.1 國(guó)外旋壓設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)旋壓設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)在機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用14-16
• 1.5 課題來源、研究意義及研究?jī)?nèi)容16-18
• 1.5.1 課題的研究背景和目的意義16-17
• 1.5.2 課題主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 1.6 本章小結(jié)18-19
• 第二章 三元催化器殼體旋壓設(shè)備力能參數(shù)的確定19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 三元催化器殼體旋壓工藝數(shù)值模擬19-26
• 2.2.1 數(shù)值模擬關(guān)鍵技術(shù)問題處理19-21
• 2.2.2 幾何建模與有限元離散21-22
• 2.2.3 材料模型的建立22-25
• 2.2.4 旋輪運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)確定25-26
• 2.3 模擬結(jié)果分析及再處理26-28
• 2.4 旋壓機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)功率的確定28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 三元催化器殼體旋壓設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30-49
• 3.1 引言30
• 3.2 旋壓機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及工作原理30-33
• 3.2.1 總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)方案30-32
• 3.2.2 旋壓機(jī)工作原理32-33
• 3.3 旋壓機(jī)主軸傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)33-41
• 3.3.1 主軸箱體的設(shè)計(jì)34-35
• 3.3.2 主軸箱 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)35-37
• 3.3.3 主軸設(shè)計(jì)及校核37-41
• 3.4 旋壓機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)41-46
• 3.4.1 縱向滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)42-44
• 3.4.2 橫向滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-46
• 3.5 旋壓設(shè)備其他部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)46-48
• 3.5.1 床身裝置設(shè)計(jì)46-47
• 3.5.2 托料及尾架裝置設(shè)計(jì)47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第四章 旋壓設(shè)備關(guān)鍵部件有限元仿真分析49-74
• 4.1 引言49
• 4.2 床身有限元仿真分析49-60
• 4.2.1 床身靜力學(xué)分析49-57
• 4.2.2 床身模態(tài)分析57-60
• 4.3 筋板布局對(duì)床身靜動(dòng)態(tài)性能的影響60-66
• 4.3.1 床身不同方案有限元分析61-64
• 4.3.2 有限元結(jié)果對(duì)比分析64-66
• 4.4 主軸箱有限元仿真分析66-71
• 4.4.1 主軸箱體有限元建模67
• 4.4.2 主軸箱體有限元結(jié)果分析67-69
• 4.4.3 主軸零件有限元建模69
• 4.4.4 主軸零件有限元結(jié)果分析69-71
• 4.5 回轉(zhuǎn)刀座裝置有限元仿真分析71-73
• 4.5.1 回轉(zhuǎn)刀座有限元建模71-72
• 4.5.2 回轉(zhuǎn)刀座有限元結(jié)果分析72-73
• 4.6 本章小結(jié)73-74
• 第五章 旋壓設(shè)備關(guān)鍵部件優(yōu)化設(shè)計(jì)及產(chǎn)品試制74-96
• 5.1 引言74
• 5.2 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法74-78
• 5.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論74-76
• 5.2.2 優(yōu)化方法及優(yōu)化工具概述76-77
• 5.2.3 基于 DOE 法的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)77-78
• 5.3 主軸箱體結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)78-86
• 5.3.1 主軸箱體參數(shù)化模型建立78-80
• 5.3.2 主軸箱體優(yōu)化結(jié)果分析80-86
• 5.4 床身結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)86-92
• 5.4.1 床身參數(shù)化模型的建立86-87
• 5.4.2 床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果分析87-92
• 5.5 三元催化器殼體旋壓機(jī)產(chǎn)品試制研究92-95
• 5.5.1 三元催化器殼體試制試驗(yàn)92-93
• 5.5.2 三元催化器殼體壁厚質(zhì)量分析93-95
• 5.6 本章小結(jié)95-96
• 結(jié)論與展望96-98
• 參考文獻(xiàn)98-103
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果103-104
• 致謝104-105
• 附件105

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：臥式普通旋壓機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及整機(jī)研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：258108