铝合金气瓶瓶口加工专用机床的研发

发布时间：2017-10-19 08:20

  本文关键词：铝合金气瓶瓶口加工专用机床的研发

  更多相关文章： 铝合金气瓶 专用机床 瓶口加工 主轴系统 有限元分析

【摘要】：随着气体工业的快速发展,对于气体压缩存储装置的要求也日益提高。铝合金气瓶作为较先进的气体存储单元,越来越受到各气瓶制造企业的重视,且发展十分迅速。为铝合金气瓶制造的关键,如何设计一台专用机床,结合瓶口加工技术的改进,使瓶口部分简单、高效、可靠的完成机械加工,有着重大的意义。本文围绕着铝合金气瓶专用机床的研发展开,主要工作包括以下几个方面：(1) 分析国内外铝合金气瓶瓶口专用机床及气瓶加工技术的使用情况及发展趋势,为本铝合金气瓶专用机床的研发提供方向性的参考。(2)通过对传统的铝合金气瓶瓶口加工工艺的分析,创新性的改变了加工形式。在切削方式上,做到了以铣削加工代替车削加工,即工件静止不动,刀具完成主切削运动及各项进给运动。从而避免了工件毛坯重量过大,且不均匀等因素,所造成的巨大转动惯量,对气瓶瓶口加工的影响。依据切削形式制定出相应的瓶口加工方案,选取工艺基准和装卡方式,根据实际加工形式,在确保加工精度的前提下,以合并加工步骤,加大刀具加工柔性的原则下,设计各工序的专用刀具。(3)根据改进后的铝合金气瓶瓶口加工工艺方案及实际切削参数,通过理论推导,计算出切削中最大的镗削力和铣削力,为后面的部件分析计算打下基础。(4)根据客户实际生产需要,结合改进后的铝合金气瓶瓶口加工工艺方案,研发铝合金气瓶瓶口专用机床,涉及整体结构的选择,包括机床的运动分配和传动形式以及机床整体参数的确定。(5)结合机床的整体结构,设计开发机床专用主轴系统,需确定主轴的驱动方式、外形尺寸、轴承支撑形式以及轴承预紧方式和润滑方式等基本技术要点。主轴系统内部拉刀机构设计也要考虑到碟形弹簧组的选取、参数计算、排列方式以及拉刀力的修正。(6)结合机床的整体结构,设计开发机床工装夹具系统和润滑系统。在工装夹具系统的设计中,需要根据工件加工时的装卡状态和生产节拍要求,确定夹紧装置的结构、动力组成、夹紧力大小以及动力源的规格。在润滑系统系统的设计中,要根据机床的各向传动系统要求,确定润滑的方式方法、系统的组成以及具体形式的选用。(7)主轴系统中的主轴部件进行有限元分析,通过使用ANSYS有限软分析软件,结合主轴部件在改进后的加工工艺中,所受到的载荷以及支撑特性,得出静力学分析和动态仿真分析,从而为主轴系统的设计做出较完整的理论参考。铝合金气瓶专用机床制造完成后,各项参数满足客户加工要求。特别是采用以铣代车的工艺方案、主轴侧挂箱结构、工作台独立于主机结构、高速主轴系统等较有创新性的技术应用,不但使得整个机床制造柔性大大增加,加工精度得以保证,而且加工效率显著提高。
【关键词】：铝合金气瓶 专用机床 瓶口加工 主轴系统 有限元分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG502
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 选题背景和意义11-13
• 1.2 铝合金气瓶瓶口部分的加工方法概述13-16
• 1.3 铝合金气瓶瓶口加工机床的发展现状16-21
• 1.3.1 国内铝合金气瓶瓶口加工机床的发展现状16-19
• 1.3.2 国外气瓶瓶口加工机床的发展现状19-21
• 1.3.3 铝合金气瓶瓶口加工机床发展趋势21
• 1.4 本文主要任务21-23
• 2 气瓶瓶口加工工艺规划及专用刀具设计23-37
• 2.1 气瓶瓶口加工工艺规划23-30
• 2.1.1 铝合金气瓶整体结构分析23-25
• 2.1.2 加工工艺基准分析25-26
• 2.1.3 气瓶瓶口加工工艺改进26-30
• 2.2 瓶口加工专用刀具设计30-33
• 2.3 加工切削力的计算33-36
• 2.3.1 镗削力的计算33-35
• 2.3.2 铣削力的计算35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 3 机床总体结构布局及技术参数37-48
• 3.1 机床的整体布局39-46
• 3.1.1 机床的运动分配39
• 3.1.2 机床的传动形式39-40
• 3.1.3 机床的总体结构形式40-46
• 3.2 机床的主要参数46-47
• 3.3 本章小结47-48
• 4 主轴系统设计48-62
• 4.1 机械式单元主轴设计49-57
• 4.1.1 主轴驱动方式选择50-52
• 4.1.2 主轴的设计52-53
• 4.1.3 主轴轴承的选用53-55
• 4.1.4 主轴轴承的预紧和润滑55-57
• 4.2 拉刀机构设计57-61
• 4.2.1 碟型弹簧组的参数设计和选取58-59
• 4.2.2 碟型弹簧的参数计算59
• 4.2.3 碟型弹簧组的排列方式59-61
• 4.2.4 拉刀力修正61
• 4.3 本章小结61-62
• 5 主轴的有限元分析62-71
• 5.1 ANSYS三维建模与有限元模型的生成62-63
• 5.1.1 主轴实体建模62
• 5.1.2 主轴网格划分62-63
• 5.2 静力学分析63-66
• 5.2.1 边界条件及载荷63-64
• 5.2.2 静力学分析结果64-66
• 5.3 动态仿真分析66-70
• 5.3.1 边界条件66-67
• 5.3.2 动态仿真分析结果67-70
• 5.4 本章小结70-71
• 6 工装夹具系统和润滑系统设计71-78
• 6.1 装夹具系统的设计71-74
• 6.1.1 夹紧装置的组成及其设计要求71-73
• 6.1.2 夹紧动力装置的选择73
• 6.1.3 夹紧力的确定73-74
• 6.1.4 夹紧气缸的确定74
• 6.2 机床自动润滑系统的设计选择74-77
• 6.2.1 周期定量润滑的特点75
• 6.2.2 润滑系统的组成和分类75-76
• 6.2.3 润滑系统的选用76-77
• 6.3 本章小结77-78
• 结论78-79
• 参考文献79-80
• 致谢80-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 ;2014年IG,CHINA和NG,CHINA将于9月在北京举办[J];深冷技术;2014年01期

2 姜韶峰;王小龙;袁玉同;;精密机床轴承的特点与应用技术[J];轴承;2011年07期

3 熊顺源;;数控卧式重型车床主轴的有限元分析[J];机械工程师;2008年09期

4 张居勤;;油井管螺纹加工机床的技术引进及国产化[J];钢管;2008年03期

5 邱新桥,张桂英,张晨阳;机床垂直运动部件重力平衡方法的研究[J];机械制造;2004年01期

6 姜韶峰;高速机床主轴轴承及其应用[J];轴承;2002年04期

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 曲烁颀;;客户需求的完美契合者[N];机电商报;2015年

，

本文编号：1060044