一种汽车轮毂柔性夹具的设计与研究
发布时间：2021-09-02 01:40
汽车轮毂质量的好坏对行车过程中的操纵性、平稳性和舒适性,甚至乘员的安全,具有重要的影响。作为轮毂加工工艺装备的重要组成部分,汽车轮毂夹具关系着轮毂的加工质量、生产率及加工成本。传统夹具,装夹尺寸单一,装夹过程复杂繁琐,需要人工进行调整或者更换不同的夹具才能加工不同型号轮毂的状况,已无法胜任当今多样化和个性化轮毂的柔性加工需要。因此,设计一种能够满足不同规格尺寸轮毂加工的柔性夹具,对提高轮毂的加工质量、生产率以及减少加工成本具有重要意义。本文通过对轮毂加工生产线一序中轮毂的加工工艺进行分析,研究设计了一种适用于不同规格尺寸轮毂一序加工的汽车轮毂柔性夹具。论文的主要工作和结论如下:1、对汽车轮毂一序加工中的工艺要求进行分析,明确夹具的工作目的和工作原理,确定夹具的定位方案和夹紧方案,完成了夹具的结构设计;2、提出了一种夹具误差映射模型,针对所设计的汽车轮毂柔性加工夹具的定位误差进行分析。根据汽车轮毂给定的加工精度,基于误差映射模型运用matlab软件对夹具定位元件的位置误差及姿态误差进行计算;3、对轮毂柔性加工夹具的关键参数进行设计,明确了夹具的夹紧行程和有效夹紧力范围,为夹具实现可靠的柔...
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铝合金轮毂
8分析技术在企业中的使用在一定程度上受到了限制，经验设计的方法仍占有很大的主导地位，使有限元软件的分析技术在机床夹具设计中的优势未能得到充分发挥。1.3本文的主要研究内容针对以上出现的问题，本文研究的主要目标是设计一种可以实现对不同规格尺寸轮毂进行装夹的柔性车削夹具。同时，提出一种误差映射模型，对夹具的定位误差进行计算，保证夹具的定位精度。另外，使用有限元软件ANSYSWorkbench分别对汽车轮毂夹具进行静力学分析和动力学分析。根据本文的技术路线（图1-2），本文的主要研究内容是：（1）对夹具结构进行总体设计。明确夹具的工作目的和工作原理，根据汽车轮毂在加工生产线一序加工中的工艺要求，确定夹具的定位方案和夹紧方案，对轮毂夹具的总体结构进行设计，实现可以对不同规格尺寸的汽车轮毂进行装夹。（2）提出一种通用误差映射模型，针对所设计的轮毂夹具进行定位误差分析，对给定加工精度要求的汽车轮毂，运用matlab软件对轮毂夹具定位元件存在的安装调整误差和生产制造误差进行了计算。（3）设计轮毂柔性加工夹具的关键参数。分析了夹具的夹紧行程和夹紧力范围，一方面可以明确所设计夹具的轮毂实际装夹尺寸；另一方面，可以保证夹具在轮毂一序加工过程中实现对汽车轮毂安全可靠的有效装夹。（4）通过ANSYS软件分别从静力学和模态两个方面对轮毂夹具进行分析。通过静力学分析能够验证夹具结构是否安全，找出夹具在结构上的薄弱位置，和应力集中点；而通过模态分析能够获得其固有频率和对应振型情况，不仅可以避免夹具与外界激励发生共振，并且为夹具的动态特性提供参考。图1-2技术路线Fig.1-2TechnicalRoute
14臂铰接，另一端通过第二轴承与主动架铰接。通过液压缸活塞杆的旋转、直线运动，可以实现夹具对轮毂的自动装夹。本文中，选用液压缸作为夹具的动力源，液压缸是液压传动系统中重要的执行元件之一，能够将液压能转换成机械能，且具有体积小，输出载荷大工作可靠，配置灵活等特点。文中设计的轮毂夹具所用的动力源为旋转直线组合式液压缸是一种新型的液压缸，由双螺旋摆动液压缸与传统往复直线运动液压缸组合而成[59]，其结构原理如图2-3所示，图2-4为其市场产品图。从图中可以看出，液压缸活塞内部为通孔，在通孔右端装有滚珠花键螺母，花键螺母通过螺栓与液压缸活塞连接成一个整体；在通孔左端加工有内螺纹，与输出轴右端的外螺纹相配合，液压缸的活塞与输出轴通过螺纹副连接成一个整体。双螺旋摆动液压缸螺杆的伸出部分被加工为滚珠花键轴，与花键螺母配合形成滚珠花键副。滚珠花键副传动效率高、运动高速平稳、旋转方向无间隙，能够实现精确的运动和定位功能[59]，该液压缸结构紧凑，具有良好的抗偏差能力和高精度控制水平。182697543P1P2P3P41-端盖2-缸体3-螺杆4-青铜活塞5-滚珠花键轴6-滚珠花键螺母7-液压缸活塞8-导向套9-输出轴图2-3旋转直线组合式液压缸结构原理图Fig.2-3Two-dimensionalstructurediagramofrotatinglinearcombinedhydrauliccylinder新型旋转直线组合式液压缸具体在进行工作时可以适应三种工况场合：（1）液压缸输出轴只作直线运动的场合。当液压缸的P1和P2进油孔打通，P3和P4进油孔闭合时，此时液压缸活塞杆在液压油的推动下开始作来回的直线运动，液压缸活塞会推着执行部件输出轴作往复直线运动。此时，花键副元件中的滚珠开始在沟槽中做来回的滚动，花键螺母在这里起到导向的作用。（2）液压缸的输出轴只做单一的?
本文编号：3378054
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铝合金轮毂
8分析技术在企业中的使用在一定程度上受到了限制，经验设计的方法仍占有很大的主导地位，使有限元软件的分析技术在机床夹具设计中的优势未能得到充分发挥。1.3本文的主要研究内容针对以上出现的问题，本文研究的主要目标是设计一种可以实现对不同规格尺寸轮毂进行装夹的柔性车削夹具。同时，提出一种误差映射模型，对夹具的定位误差进行计算，保证夹具的定位精度。另外，使用有限元软件ANSYSWorkbench分别对汽车轮毂夹具进行静力学分析和动力学分析。根据本文的技术路线（图1-2），本文的主要研究内容是：（1）对夹具结构进行总体设计。明确夹具的工作目的和工作原理，根据汽车轮毂在加工生产线一序加工中的工艺要求，确定夹具的定位方案和夹紧方案，对轮毂夹具的总体结构进行设计，实现可以对不同规格尺寸的汽车轮毂进行装夹。（2）提出一种通用误差映射模型，针对所设计的轮毂夹具进行定位误差分析，对给定加工精度要求的汽车轮毂，运用matlab软件对轮毂夹具定位元件存在的安装调整误差和生产制造误差进行了计算。（3）设计轮毂柔性加工夹具的关键参数。分析了夹具的夹紧行程和夹紧力范围，一方面可以明确所设计夹具的轮毂实际装夹尺寸；另一方面，可以保证夹具在轮毂一序加工过程中实现对汽车轮毂安全可靠的有效装夹。（4）通过ANSYS软件分别从静力学和模态两个方面对轮毂夹具进行分析。通过静力学分析能够验证夹具结构是否安全，找出夹具在结构上的薄弱位置，和应力集中点；而通过模态分析能够获得其固有频率和对应振型情况，不仅可以避免夹具与外界激励发生共振，并且为夹具的动态特性提供参考。图1-2技术路线Fig.1-2TechnicalRoute
14臂铰接，另一端通过第二轴承与主动架铰接。通过液压缸活塞杆的旋转、直线运动，可以实现夹具对轮毂的自动装夹。本文中，选用液压缸作为夹具的动力源，液压缸是液压传动系统中重要的执行元件之一，能够将液压能转换成机械能，且具有体积小，输出载荷大工作可靠，配置灵活等特点。文中设计的轮毂夹具所用的动力源为旋转直线组合式液压缸是一种新型的液压缸，由双螺旋摆动液压缸与传统往复直线运动液压缸组合而成[59]，其结构原理如图2-3所示，图2-4为其市场产品图。从图中可以看出，液压缸活塞内部为通孔，在通孔右端装有滚珠花键螺母，花键螺母通过螺栓与液压缸活塞连接成一个整体；在通孔左端加工有内螺纹，与输出轴右端的外螺纹相配合，液压缸的活塞与输出轴通过螺纹副连接成一个整体。双螺旋摆动液压缸螺杆的伸出部分被加工为滚珠花键轴，与花键螺母配合形成滚珠花键副。滚珠花键副传动效率高、运动高速平稳、旋转方向无间隙，能够实现精确的运动和定位功能[59]，该液压缸结构紧凑，具有良好的抗偏差能力和高精度控制水平。182697543P1P2P3P41-端盖2-缸体3-螺杆4-青铜活塞5-滚珠花键轴6-滚珠花键螺母7-液压缸活塞8-导向套9-输出轴图2-3旋转直线组合式液压缸结构原理图Fig.2-3Two-dimensionalstructurediagramofrotatinglinearcombinedhydrauliccylinder新型旋转直线组合式液压缸具体在进行工作时可以适应三种工况场合：（1）液压缸输出轴只作直线运动的场合。当液压缸的P1和P2进油孔打通，P3和P4进油孔闭合时，此时液压缸活塞杆在液压油的推动下开始作来回的直线运动，液压缸活塞会推着执行部件输出轴作往复直线运动。此时，花键副元件中的滚珠开始在沟槽中做来回的滚动，花键螺母在这里起到导向的作用。（2）液压缸的输出轴只做单一的?
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