船用柴油机活塞裙加工变形研究及工艺优化

发布时间：2020-05-28 06:02

【摘要】：活塞是柴油机“心脏”,是柴油机传递动力和运动的关键零部件,而活塞裙在活塞工作过程中起到活塞运动的导向和承受侧向压力的作用,活塞裙的加工精度将会直接影响柴油机的工作效率和活塞的使用寿命。而现有的活塞加工工艺不成熟,活塞裙变形严重,合格率低,活塞裙的加工质量问题严重制约柴油机的发展。通过理论推导、有限元分析以及实验验证等方法对活塞加工关键工序进行深入研究,提出了活塞关键加工工序的装夹夹具改进和切削参数优化,有效减少了活塞裙的加工变形。主要研究工作如下:(1)根据活塞加工工艺调研与国内外加工变形经验确立了活塞裙加工变形的关键工序。(2)根据装夹约束理论采用有限元软件分析了活塞关键加工工序活塞裙的装夹变形随装夹力与装夹方式的规律并开展活塞装夹实验,验证了活塞装夹有限元模型的科学性。(3)根据切削基本原理利用Ansys软件建立活塞切削加工有限元模型,研究了切削参数与刀尖半径对活塞裙加工变形的影响规律,同时建立活塞装夹切削耦合有限元模型,分析活塞关键加工工序装夹与切削对活塞裙变形的影响,为活塞关键加工工序工艺优化提供依据。(4)基于活塞精车型线工序原有夹具进行改进,设计了该工序的专有装夹夹具,解决活塞裙因浮动支撑高度不均引起的装夹变形问题。(5)基于正交实验理论设计活塞铣R341工序切削参数正交实验,将正交实验结果进行活塞裙变形量均值分析并进行活塞裙变形量极差评估,得出了活塞铣R341工序的优选参数,并对优选参数进行仿真验证。
【图文】：

图 1.1 活塞三维模型Fig.1.1 Piston three dimensional model精度对柴油机活塞的工作性能起关键作用，活塞裙作效率和使用寿命，在活塞加工过程中，容易受切部受到装夹力、切削力和切削热的耦合作用，活塞加工变形，船用柴油机活塞主要变形体现在活塞裙.2 为活塞裙部长轴和短轴示意图。

7图 1.2 柴油机活塞长短轴示意图ketch map of the piston length and short axis of a diese中的精加工工序和重要工序均采用数控机床的装夹力的施加更多的依靠工人师傅的经验达标为目的，，造成活塞裙部变形超差严重，动强度比较大。经统计发现，目前国内活塞机理，改善活塞关键工序的装夹与切削工艺
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U664.121

【参考文献】

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1 陶开荣;周成;李海滨;;铣削新型TC21钛合金多目标参数优化[J];航空制造技术;2014年08期

2 陈青艳;胡成龙;杜军;;加工精度和金属切除率的精车切削优化[J];组合机床与自动化加工技术;2013年03期

3 石志云;刘渝;余时建;;基于遗传算法的柔性薄板冲压件定位位置优化设计[J];机械科学与技术;2012年07期

4 倪丽君;陈蔚芳;;多目标的装夹方案优化及变夹紧力优化[J];机械设计与制造;2007年07期

5 陈蔚芳;倪丽君;王宁生;;夹具布局和夹紧力的优化方法研究[J];中国机械工程;2007年12期

6 张发平;王丽;闫学彬;;基于CAE和神经网络的切削参数优化[J];机床与液压;2007年03期

7 沈浩,谢黎明,韩莹;数控车削中切削用量的多目标优化[J];兰州理工大学学报;2005年05期

8 张臣,周来水,余湛悦,安鲁陵,周儒荣;基于仿真数据的数控铣削加工多目标变参数优化[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年05期

9 张峰三,勾三利,李亚宁;多工序零件加工参数的优化方法[J];河北建筑工程学院学报;2004年03期

10 李琦,于勇波,裴宏伟,郭成;内排屑深孔钻削切屑变形与切削力实验研究[J];煤矿机械;2004年04期

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1 路冬;航空整体结构件加工变形预测及装夹布局优化[D];山东大学;2007年

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3 袁俊凇;复杂薄壁结构件铣削加工变形有限元模拟及装夹布局优选[D];上海交通大学;2011年

4 倪丽君;计算机辅助夹具设计中的装夹优化技术研究[D];南京航空航天大学;2007年

5 周孝伦;基于遗传算法的夹具布局与夹紧力同步优化技术[D];西北工业大学;2005年

本文编号：2684829