細長軸尺寸誤差有限元分析與補償研究.pdf

1、軸類零件在機械工業(yè)領域占有相當大的比重,是一類不可缺少的重要零件,它主要用于支撐回轉(zhuǎn)零件以及傳遞轉(zhuǎn)矩或運動。軸類零件被大量用于眾多領域中,而這些軸之中存在一種非常特殊的軸,其長徑比大于20,把它定義為細長軸;由于它的長徑比大、剛性不足以及加工過程中振動等因素影響,在切削加工時極容易因彎曲而發(fā)生形變,因而極不容易滿足設計精度要求。伴隨高科技技術的不斷發(fā)展與進步,對零件的設計和制造精度提出了更加嚴格的要求,針對傳統(tǒng)加工方法已難以加工出符合設

2、計精度要求的細長軸,因此尋找新的方法和途徑是未來提高細長軸加工精度的研究重點。
　　提高細長軸的加工精度,主要在于提高細長軸的加工尺寸精度。本文采用理論分析—仿真分析—實驗驗證的邏輯思維方式。首先結(jié)合國內(nèi)外參考文獻對引起細長軸尺寸誤差的眾多因素進行了分析,歸納出引起細長軸加工尺寸誤差的主要因素包括:徑向力引起的彎曲變形、工件和刀具的熱變形;然后分別建立徑向力作用下的彎曲變形模型、工件和刀具的熱變形模型,并推導出了一個與細長軸切削參

3、數(shù)、材質(zhì)、刀具熱膨脹系數(shù)等相關的理論讓刀量預測公式;接著,通過DEFORM軟件測出了切削力的分力-徑向力Fp的大小,為接下的ANSYS仿真提供了仿真參數(shù),同時DEFORM仿真結(jié)果表明刀具切削加工中刀具溫升DT隨時間不斷增大,在切削初期溫升DT急劇上升并趨于熱平衡時的溫升值;使用ANSYS軟件對細長軸車削加工進行了靜力學分析,并將徑向力作用下的理論讓刀量值和仿真值進行了對比分析,結(jié)果表明二者具有高度的一致性,并利用MATLAB軟件對理論讓