双面车床主轴结构设计及实现

发布时间：2017-09-11 00:15

  本文关键词：双面车床主轴结构设计及实现

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【摘要】：近几十年来,我国航空工业发展较快,但在航空发动机的高品质制造方面和国外相比还存在相当大的差距。航空发动机中存在很多薄壁类零件,由于航空发动机的工作环境恶劣,对这类零件的加工质量要求很高。因而,减小发动机中这类薄壁零件的加工变形,实现其高品质加工对航空发动机的制造具有重大意义。本论文提出双面车削的加工方法来解决航空压气机盘零件的加工变形问题。新的加工工艺能够使压气机盘在加工过程中受到的法向切削力相互抵消,从而有效地抑制了压气机盘的加工变形,得到较好的零件加工品质。本文对自主研发的双面车床主轴进行了详细设计,全文主要研究内容包括下述内容:(1)分析航空压气机盘零件的特征和加工难点,确定了双面车床主轴的总体设计指标,确保压气机盘零件加工精度的实现。(2)对双面车床主轴进行了详细地设计并对各主要部件进行了强度校核计算。主轴设计包括传动系统、主轴箱、润滑系统和机床夹具。设计过程中,首先使用Solidwirks对各零件的三维模型进行创建并完成虚拟装配,确保主轴各部件结构设计的合理性,避免装配干涉等设计缺陷。其次,结合Ansys Workbench对主轴各主要零部件进行了强度校核计算,确保各零部件在使用寿命时间内不发生失效。(3)使用AutoCAD绘制双面车床主轴零件图,对双面车床主轴零件进行试制,完成了双面车床主轴的装配工作。主轴精度检测结果显示双面车床主轴精度均满足设计要求。在后续机床调试的过程中,各部件运行正常。(4)针对主轴误差的测量方法,提出了四点法对主轴轴向窜动误差、角度摆动误差和主轴零件的平面度误差进行分离。并使用Matlab对算法进行仿真,结果显示分离精度能够达到要求。
【关键词】：航空发动机 压气机盘 薄壁零件 双面车床
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG51
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题来源8
• 1.2 研究背景与意义8-9
• 1.3 薄壁件加工变形的国内外研究现状9-12
• 1.4 双面车床国内外研究现状12-13
• 1.5 本文研究内容13-15
• 2 双面车床主轴设计15-40
• 2.1 加工零件分析15-16
• 2.2 双面车床主传动系统总体设计16-20
• 2.3 各齿轮传动设计20-28
• 2.4 各传动轴具体结构设计28-36
• 2.5 夹具设计36-37
• 2.6 润滑系统设计37-39
• 2.7 本章小结39-40
• 3 双面车床关键部件强度校核40-53
• 3.1 各传动轴强度校核40-48
• 3.2 主轴强度校核48-50
• 3.3 法兰盘强度分析50-51
• 3.4 主轴箱强度分析51-52
• 3.5 本章小结52-53
• 4 双面车床主轴三维建模及装配实现53-62
• 4.1 双面车床主轴各零部件的三维设计53-57
• 4.2 双面车床样机试制及其装配实现57-61
• 4.3 本章小结61-62
• 5 双面车床主轴误差补偿方法及仿真62-68
• 5.1 双面车床主轴轴向窜动误差测量原理62-65
• 5.2 四点法分离精度分析65
• 5.3 双面车床主轴轴向窜动误差仿真结果65-67
• 5.4 本章小结67-68
• 6 总结与展望68-70
• 6.1 全文总结68-69
• 6.2 未来展望69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-76
• 附录1攻读硕士学位期间申请的论文和专利76

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本文编号：827474