主轴式滚磨光整加工中滚抛磨块群的上界面变化及加工均匀性分析

发布时间：2021-05-15 15:04

　　随着高科技对精密零件表面质量要求的逐步提高,以提高零件表面质量为目的的滚磨光整加工技术向信息化、数字化逐步迈进。主轴式滚磨光整加工技术作为光整加工技术的一种,已经被广泛使用,该技术适用于大中型盘类、轴类零件的光整加工。为填补主轴式滚磨光整加工中滚抛磨块群上界面几何形状变化的研究空白,解决工件轴向加工不均匀的问题,基于离散元法,本文主要从以下四方面进行研究:（1）针对主轴式滚磨光整加工在高转速下滚抛磨块会甩出滚筒的问题,为确定滚筒在一定转速下的最大填料高度,利用离散元法模拟主轴式滚磨光整加工过程,采用拟合曲线表征滚抛磨块群上界面的几何形状,借助正交模拟试验分析几何形状的主要影响因素,通过单因素模拟试验探究滚筒转速对几何形状的影响规律并进行实验验证。结果表明,滚抛磨块群上界面为抛物面,滚筒转速、滚抛磨块形状对抛物面几何形状有决定性影响;当其他条件一定时,不同滚筒转速下的抛物面在填料高度处近似交于一圆,圆半径为滚筒半径的5/7,基于此推导出了一定转速下筒内最大填料高度计算公式。（2）为了解滚抛磨块接触力对不锈钢工件材料去除率的影响,先后对加工角度不同的轴向短工件和轴向长工件上不同位置的材料去... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 主轴式滚磨光整加工机理
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 滚磨光整加工技术的发展
        1.3.2 滚磨光整加工中滚抛磨块群运动状态研究现状
        1.3.3 滚磨光整加工中滚抛磨块作用力研究现状
    1.4 离散元法及EDEM软件简介
    1.5 本文的研究背景及主要内容
        1.5.1 本文的研究背景
        1.5.2 本文的主要研究内容
第二章 滚筒转速对滚抛磨块群上界面的影响分析
    2.1 离散元软件EDEM中基本参数设定
        2.1.1 Hertz-Mindlin无滑移接触模型介绍
        2.1.2 基本参数设置
    2.2 滚抛磨块群上界面几何形状的表征
        2.2.1 仿真设置
        2.2.2 滚抛磨块群上界面几何形状的表征
        2.2.3 模拟速度优化
    2.3 主轴式滚磨光整加工过程模拟
        2.3.1 正交模拟试验及分析
        2.3.2 单因素模拟试验及分析
        2.3.3 最大填料高度计算
    2.4 滚抛磨块群上界面变化的实验验证
        2.4.1 实验原理
        2.4.2 实验条件及结果分析
    2.5 本章小结
第三章 不锈钢工件材料去除率受滚抛磨块接触力的影响
    3.1 轴向短工件不同加工角度下的加工实验
        3.1.1 实验条件
        3.1.2 实验结果及分析
    3.2 轴向短工件不同加工角度下的加工模拟
        3.2.1 模拟设置
        3.2.2 模拟结果及分析
    3.3 轴向长工件不同位置材料去除率的加工实验
        3.3.1 实验条件
        3.3.2 实验结果及分析
    3.4 轴向长工件的加工模拟
        3.4.1 模拟设置
        3.4.2 模拟结果及分析
    3.5 本章小结
第四章 主轴式滚磨光整加工中滚抛磨块法向接触力分析
    4.1 滚抛磨块法向接触力的分布情况
        4.1.1 工件上不同位置所受的法向接触力模拟分析
        4.1.2 不同位置工件所受的法向接触力模拟分析
        4.1.3 理想情况下法向接触力的模拟分析
    4.2 不锈钢工件材料去除量的实验验证
        4.2.1 工件上不同位置的材料去除量实验
        4.2.2 不同位置工件的材料去除量实验
    4.3 本章小结
第五章 轴向加工不均匀问题解决方案的提出及分析
    5.1 工件轴向均匀受力的模拟探究
        5.1.1 不同直径球形滚抛磨块的法向接触力比较
        5.1.2 分层混料加工的滚抛磨块法向接触力分析
    5.2 滚筒内均匀受力的工件位置模拟分析
        5.2.1 滚抛磨块法向接触力相同的位置点分析
        5.2.2 均匀受力的工件位置分析
        5.2.3 工件倾斜加工的角度分析
    5.3 工件倾斜加工均匀性的实验验证
        5.3.1 材料去除率相同的位置分析
        5.3.2 工件倾斜加工的材料去除量实验
    5.4 齿轮工件倾斜加工的模拟分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]振动式滚磨光整加工技术的研究现状及再发展[J]. 杨胜强,王秀枝,李文辉.  太原理工大学学报. 2017(03)
[2]主轴式滚磨光整加工过程中滚抛磨块作用力测试与分析[J]. 陈玉楠,李文辉,李秀红,王秀枝.  中国表面工程. 2017(01)
[3]齿轮滚磨光整加工的理论分析及实验验证[J]. 谢盼新,李文辉,杨胜强,李秀红,雷洪.  机械设计与研究. 2016(06)
[4]立式离心式滚磨光整加工中的巴西果效应[J]. 李文辉,张荔,杨胜强,刘李平,高炜,郝志明.  中国科技论文. 2016(22)
[5]滚磨光整加工的离散元模拟速度优化分析[J]. 张荔,李文辉,杨胜强,李秀红.  机械设计与制造. 2016(02)
[6]振动式滚磨光整加工过程中的受力测试与分析[J]. 张建丽,李文辉,张荔,陈玉楠,李唯东.  表面技术. 2015(07)
[7]基于EDEM的煤仓卸料时煤散料流动特性分析[J]. 王学文,QIN Yi,TIAN Yan-kang,YANG Xin-yu,杨兆建.  煤炭科学技术. 2015(05)
[8]基于离散元法的曲轴滚磨光整加工机理分析[J]. 田雨,李文辉.  现代制造工程. 2015(03)
[9]DEM speedup: Stiffness effects on behavior of bulk material[J]. Stef Lommen,Dingena Schott,Gabriel Lodewijks.  Particuology. 2014(01)
[10]磨粒流加工中单颗磨粒冲击的有限元分析[J]. 计时鸣,章定,谭大鹏.  农业工程学报. 2012(S1)

博士论文
[1]基于三维离散元法的离心式滚磨光整加工理论分析和仿真模拟[D]. 宋春花.太原理工大学 2010

硕士论文
[1]离心式滚磨光整加工的离散元法模拟过程优化及应用[D]. 张荔.太原理工大学 2016
[2]瀑布式振动光饰设备振动系统的理论分析与仿真研究[D]. 闫霞.太原理工大学 2016
[3]滚磨光整加工动力学变量的模拟仿真与测试[D]. 张建丽.太原理工大学 2015
[4]基于EDEM的滚磨光整加工机理分析和参数优化[D]. 田雨.太原理工大学 2014



本文编号：3187848