气体质量流量计微孔加工工艺改进及其参数优化

发布时间：2017-10-17 10:35

  本文关键词：气体质量流量计微孔加工工艺改进及其参数优化

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【摘要】：阀口微孔是气体质量流量计的关键,其精度和质量要求较高,加工难度很大。北京七星弗洛尔电子股份有限公司在加工材料为不锈钢的某阀口上直径0.08mm的微孔时,由于工艺参数选的不尽合理以及无对刀仪的局限,微钻折断严重,生产效率低,成本较高。因此对微孔加工工艺的改进是企业迫切需要解决的实际生产难题。本文针对微孔钻削时微钻折断率高、钻削效率低的问题,分析了导致微钻折断的主要原因,在此基础上采用正交试验方法对刀具几何参数进行了优化,同时以最大生产率为目标函数对切削参数进行了优化,最后设计了辅助对刀装置。通过以上工艺改进,降低了刀具折断率,提高了钻削效率,主要包括以下研究内容:(1)折断原因的分析:用静力学分析了微钻受力时应力分布情况,得出微钻发生应力突变的部位;通过理论计算得出微钻在理想受力状态下的折断原因;选取实际生产中折断微钻的断面,结合金属断裂理论得到微钻折断的主要原因。(2)刀具几何参数优化:根据微钻折断的主要原因,对不同参数下的微钻进行了刚度有限元分析;采用正交试验得到各个参数对微钻刚度的影响程度,选取了较优的几何参数组合。(3)刀具切削参数优化:借助DEFORM-3D获取了不同切削参数下的钻削力,对切削参数进行回归分析,得到钻削力的经验公式,并对其进行了显著性与精度分析;以最大生产率为优化目标,对切削参数进行了优化。(4)设计辅助对刀装置:以对刀精度和受力为设计目标,设计了辅助对刀装置,并对其关键难点:精度和受力进行了分析。上述工艺改进的部分结果已经应用到加工阀口0.08mm的微孔的实际生产中,收到了良好的经济效果,同时本课题的工作对不锈钢类微孔加工工艺的研究也具有一定的借鉴意义。
【关键词】：微孔 微钻 折断原因 参数优化 对刀装置
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH814.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题研究背景和意义11-15
• 1.1.1 课题研究背景11-12
• 1.1.2 微孔加工方法12-13
• 1.1.3 微孔机械钻削加工的难点13-14
• 1.1.4 课题研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.2.1 微钻折断原因的分析15-16
• 1.2.2 预防微钻折断的研究16-17
• 1.2.3 微孔钻削工艺的研究17-18
• 1.3 课题来源及研究内容18-19
• 1.4 课题的研究方法19-21
• 第2章 微钻折断主要原因分析21-34
• 2.1 微钻与加工设备21-23
• 2.1.1 微钻21-22
• 2.1.2 微孔22
• 2.1.3 加工设备22-23
• 2.2 微钻强度分析23-29
• 2.2.1 静力学分析的理论基础23-24
• 2.2.2 静力学分析24-29
• 2.3 折断原因分析29-32
• 2.3.1 理想条件下微钻折断原因分析29-30
• 2.3.2 实际钻削条件下微钻折断原因分析30-32
• 2.4 本章小结32-34
• 第3章 微钻刚度分析及其参数优化34-45
• 3.1 微钻结构分析34-36
• 3.1.1 钻削部位组成34-35
• 3.1.2 微钻主要结构35-36
• 3.2 微钻刚度有限元分析36-40
• 3.2.1 微钻扭转刚度36-37
• 3.2.2 微钻扭转刚度变化趋势37-40
• 3.3 刀具钻削部分几何参数优化40-44
• 3.3.1 正交试验40
• 3.3.2 方案设计40-42
• 3.3.3 结果分析42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 微钻削经验公式建立及其参数优化45-61
• 4.1 钻削力获取46-51
• 4.1.1 DEFORM-3D软件功能46-47
• 4.1.2 钻削仿真实验47-51
• 4.2 经验公式建立51-55
• 4.2.1 经验公式数学模型处理52-54
• 4.2.2 显著性与精度分析54
• 4.2.3 转速进给量双因素对扭矩的影响54-55
• 4.3 切削参数优化55-59
• 4.3.1 目标函数建立55-56
• 4.3.2 约束条件56-57
• 4.3.3 目标函数优化57-58
• 4.3.4 生产实验验证58-59
• 4.4 本章小结59-61
• 第5章 微钻对刀装置设计61-71
• 5.1 微孔加工工况61-62
• 5.2 微钻对刀装置设计要求62-67
• 5.2.1 微孔加工精度62-63
• 5.2.2 微钻对刀装置接触力计算63-64
• 5.2.3 微钻对刀装置的形式选取64-65
• 5.2.4 微钻对刀装置外形设计及安装65-67
• 5.3 微钻对刀装置设计与校核67-70
• 5.3.1 对刀装置结构设计67-68
• 5.3.2 对刀装置校核68-70
• 5.4 本章小结70-71
• 结论71-72
• 参考文献72-75
• 攻读硕士学位期间承担的科研项目与主要成果75-76
• 致谢76-77
• 作者简介77

【参考文献】

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本文编号：1048368