有色金属异形外表面加工专用设备研发
本文关键词：有色金属异形外表面加工专用设备研发
【摘要】：有色金属异形表面具有材质软,易发生塑性变形,形状不规则等特点,无法采用常规工艺方法进行加工,成为表面加工领域中的一个技术难题。本课题以异形表面的零件为研究对象,探索其表面加工的工艺方法和专用设备的设计。本文以连铸机结晶器铜管表面加工为例,进行表面加工的工艺方法进行研究,将柔性磨削技术应用到有色金属异形表面加工领域。对柔性磨具——异形千页轮的加工工艺进行探索性研究,并进行磨具和专用机床的设计。将柔性磨削技术引入到异形表面加工领域,针对异形千页轮的磨削过程进行研究,分析不同工作直径对其磨削状态的影响,推导得出影响异形千页轮页片弯曲变形因素及函数关系式。针对特定型号结晶器铜管进行柔性磨具的设计,利用数学分析软件求解工况下千页轮的页片形状及廓形,基于辅助设计软件建立三维模型,完成异形柔性磨具的结构设计。设计以异形千页轮为磨具的专用设备,在对主运动系统的主轴进行设计过程中,结合传统设计经验参数和现代设计手段进行“优化设计”。在进给系统的设计过程中,针对弧线进给轨迹提出自适应导向原理并进行受力分析,研究滚动接触状态下摩擦力的计算方法,在一定条件范围内,推导滚动摩擦力的计算公式,确定进给正常进行的约束条件,指导工艺参数的选用。在对床身的设计过程中,按照传统设计方法进行床身的结构设计,运用有限元分析软件进行应力-模态耦合分析,检验床身设计是否合理。本论文的研究成果,不仅解决了实际生产中的技术难题,还提出柔性磨削新方案,制定异形千页轮的通用设计方法,为其今后的应用、推广奠定理论基础,为研发其它异形表面加工专用设备提供参考。
【关键词】：有色金属 异形表面 工艺方法 专用设备
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG580.2
【目录】：
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 绪论10-15
- 1.1 课题来源、研究目的和意义10-11
- 1.1.1 课题来源10
- 1.1.2 选题背景、研究目的及意义10-11
- 1.2 国内外研究的概况11-13
- 1.2.1 异形表面加工工艺概况11-12
- 1.2.2 异形表面加工设备概况12-13
- 1.2.3 国内外异形表面加工的发展趋势13
- 1.3 主要研究内容及特色13-15
- 第2章 有色金属异形表面加工工艺方法研究15-20
- 2.1 结晶器铜管工艺性分析15-16
- 2.2 工艺方案的确定16-20
- 2.2.1 刚性磨削方案17
- 2.2.2 柔性磨削方案17-19
- 2.2.3 工艺方案对比分析19-20
- 第3章 柔性磨具——千页轮设计20-40
- 3.1 千页轮组成及特点20-22
- 3.1.1 组成20-21
- 3.1.2 特点21-22
- 3.2 千页轮磨削原理22-24
- 3.2.1 磨削过程22-23
- 3.2.2 磨削刃形状与分布23
- 3.2.3 接触弧长23-24
- 3.3 异形千页轮页片形状研究24-35
- 3.3.1 影响页片弯曲形状因素24-29
- 3.3.2 页片挠曲线方程29-34
- 3.3.3 异形页片廓形34-35
- 3.4 异形千页轮设计35-40
- 第4章 结晶器铜管表面加工专用机床设计40-74
- 4.1 机床总体设计40-46
- 4.1.1 机床的组成40-42
- 4.1.2 机床传动原理42
- 4.1.3 机床动力参数的确定42-44
- 4.1.4 机床运动参数的确定44-45
- 4.1.5 机床主要尺寸参数的确定45-46
- 4.2 主运动系统设计46-56
- 4.2.1 主轴的设计46-52
- 4.2.2 带传动设计52-54
- 4.2.3 磨头架设计54-55
- 4.2.4 组成55-56
- 4.3 进给系统设计56-64
- 4.3.1 工件自适应进给原理及动态分析56-59
- 4.3.2 主要零部件设计59-63
- 4.3.3 组成63-64
- 4.4 床身的设计64-73
- 4.4.1 结构设计64-67
- 4.4.2 基于Ansys workbench进行床身预应力模态分析67-73
- 4.5 辅助装置73-74
- 第5章 结论74-75
- 参考文献75-77
- 在学期间研究成果77-78
- 致谢78-79
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，本文编号：933557
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