管筒形件内腔电解加工机床设计与分析
本文关键词: 管筒形件 电解加工机床 结构设计 分析优化 出处:《合肥工业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:管筒形工件在兵器、石油等工业领域有着广泛的应用。工件内腔往往是其工作面,如炮管膛线、螺杆泵金属定子和等壁厚螺杆钻具定子内孔螺旋线,以及一些花键孔等型孔。采用传统机械加工方法,一般存在刀具磨损严重、经济成本高、加工效率低、表面质量较差等缺陷。电解加工是一种特种加工技术,与工件不直接接触,而且一次加工成形,具有工具无损耗、不存在机械切削力、工件表面质量好、加工效率高等优点,特别适合于难切削材料和复杂形状工件的加工。为此,本课题设计了一台管筒形件内腔电解加工机床,主要加工对象包括炮管膛线、石油钻具内腔螺旋线和花键孔等型孔。所完成的工作主要如下:(1)总体方案设计。根据管筒形工件结构特点和加工工艺要求,完成了机床总体方案和结构布局设计,机床包括床身、主轴箱、给进系统、拉杆、导电装置、工件定位夹紧装置、伸缩式防护罩、机床辅助部件等。(2)本体结构设计。机床本体部分主要包括主轴箱及相应的密封结构、进给系统、阴阳极导电装置、工件夹具、拉杆、拖链和中心架等,运用PROE完成了机床整体模型的构建。(3)关键零部件有限元分析与优化。基于ANSYS Workbench对电解加工机床进行了静力学仿真分析,研究了床身、主轴箱和工件夹具的静态和动态特性,在此基础上,运用拓扑优化方法对关键零部件进行分析,优化部件结构并达到减重的目的。
[Abstract]:Tubular workpieces are widely used in the industrial fields such as weapons, petroleum and so on. The inner cavity of workpiece is often its working face, such as barrel rifling, screw pump metal stator and equal wall thickness screw drill tool stator inner hole helix. And some holes such as spline holes. With traditional machining methods, there are some defects such as serious tool wear, high economic cost, low machining efficiency and poor surface quality. Electrolytic machining is a special machining technology. No direct contact with the workpiece, and once processing forming, with tools without loss, there is no mechanical cutting force, the surface quality of the workpiece, high processing efficiency and other advantages. It is especially suitable for the machining of difficult cutting materials and complex shape workpieces. Therefore, this paper designs a machine tool for ECM of tube and cylinder parts, the main objects of which include the rifling of gun tubes. The main work accomplished is as follows: 1) the overall scheme design. According to the structural characteristics of the tubular workpiece and the processing technology requirements. Complete the overall scheme and structural layout design of the machine tool, including bed, spindle box, feed system, pull rod, conductive device, workpiece positioning and clamping device, telescopic shield. The main body part of the machine tool includes spindle box and corresponding sealing structure, feed system, cathode and cathode conductive device, workpiece fixture, pull rod, towing chain and center frame etc. The overall model of machine tool is constructed by using PROE. Finite element analysis and optimization of key parts. Static simulation analysis of ECM machine tools based on ANSYS Workbench is carried out. The static and dynamic characteristics of the bed, spindle box and workpiece fixture are studied. On this basis, the key parts are analyzed by topology optimization method, and the structure of the parts is optimized and the weight loss is achieved.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG662
【参考文献】
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,本文编号:1461702
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