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1、卡盤定心精度與夾緊力研究,姓名 ： 專業(yè) ：機械工程 學 號 ： 指導教師 ：,2013級碩士研究生學位論文答辯,報告內容,基本概況與研究綜述,提高卡盤定心精度方法研究,卡盤仿真系統(tǒng)開發(fā),總結與展望,卡盤夾緊力特性研究,基本概況與研究綜述,國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（20062020） 高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備專項：重點攻克數(shù)控系統(tǒng)、功能部件的核心關鍵技術。增強我國高檔數(shù)控機床和基礎制造裝備的自主創(chuàng)新能力，實現(xiàn)主機與數(shù)控系統(tǒng)、功能部件協(xié)同發(fā)展，目標是基本滿足航天、船舶、汽車、發(fā)電設備制造等四個領域的重大需求。 高速切削技術發(fā)展迅速，配套功能部件性能不足 切削速度提升，加工效率提高 高

2、速切削范圍內，切削力隨切削速度提高而減小 熱量排出快，減小內應力和熱變形，提高加工精度 降低振動對加工精度的影響 加工難加工材料 動力卡盤市場調研 臺灣地區(qū)品牌產品占50%，歐盟、日本品牌產品占20%，國內自主品牌產品僅占到30%左右 德國：SMW（斯美沃）、ROHM（羅姆）、SCHUNK（雄克）、FORKARD（福爾卡特） 日本：KITAGAWA（北川）、HOWA（豐和）,基本概況與研究綜述,油缸卡盤總體結構,常見液壓動力卡盤（按傳動形式）,楔式,杠桿式,斜齒條式,斜柱式,球節(jié)式,漲套式,油缸的回轉運動轉化成卡盤的徑向運動,基本概況與研究綜述,定心精度影響因素,卡盤夾持工件車削,,,,基本概

3、況與研究綜述,主軸轉速： 夾緊力損失系數(shù)隨主軸轉速增大而增加，呈現(xiàn)三個階段,剛度： 夾緊力損失隨工件剛度增大而增加；隨卡盤徑向剛度增大而減小,工作參數(shù)： 夾緊力損失隨摩擦系數(shù)增大而增加；隨楔面角度增大先減小后增加,卡盤夾緊力計算模型,基本概況與研究綜述,研究內容： 在實驗室已有研究基礎上，對提高卡盤裝配精度方法進行研究 對影響卡盤動態(tài)夾緊力的因素進行研究 探究各參數(shù)對動態(tài)夾緊力仿真的影響 對卡盤仿真系統(tǒng)進行開發(fā) 研究思路： 采用分組互換法對裝配方法進行方案設計 采用有限元方法對卡盤進行仿真 采用實驗方法研究摩擦磨損對卡盤的影響 采用有限元二次開發(fā)方法進行卡盤專用系統(tǒng)開發(fā),報告內容,基本概況與研

4、究綜述,提高卡盤定心精度方法研究,卡盤仿真系統(tǒng)開發(fā),總結與展望,卡盤夾緊力特性研究,提高卡盤定心精度方法研究,,,清華大學研究內容：,盤體與楔心套的裝配間隙是決定卡盤配車后定心精度的主要因素。配合間隙在10m以內，降低19%生產成本。,配合間隙對精度影響曲線,提高卡盤定心精度方法研究,,,,原理： 分組互換法是提高裝配精度的一種裝配方法，是將組成環(huán)公差增大若干倍（一般為3倍至6倍），使組成環(huán)零件能按經濟公差加工，然后再通過零件測量將各組成環(huán)按原公差大小分組，按相應組進行裝配的方法。,提高卡盤定心精度方法研究,,報告內容,基本概況與研究綜述,提高卡盤定心精度方法研究,卡盤仿真系統(tǒng)開發(fā),總結與展

5、望,卡盤夾緊力特性研究,卡盤夾緊力特性研究,重復夾緊對卡盤夾緊力影響實驗 實驗設備：眾環(huán)綜合試驗機，KT55-200楔式動力卡盤，Gripping Force Tester夾緊力測試儀，測試棒。 實驗方法：油缸油壓4Mpa，每夾緊測試棒500次測試夾緊力；連續(xù)夾緊10次后進行全程無負載運動5次測試夾緊力。,卡盤夾緊力特性研究,接觸面表面形貌觀察實驗：,超聲波清洗器 掃描電鏡試驗臺,卡盤主要接觸面（3對）,,接觸面形貌與能譜圖,卡盤夾緊力特性研究,表面形貌觀察實驗小結： （1）卡盤主要接觸面的磨損以磨粒磨損和氧化磨損為主，黏著磨損為輔。 （2）對卡盤實際生產使用中提出的建議主要有一下幾點：對卡盤

6、主要接觸面采取一些提高表面硬度的措施；基爪和楔心套在選材方面考慮硬度高的材料；定期對卡盤進行保養(yǎng)，定期清理卡盤添加潤滑劑等。。,卡盤夾緊力特性研究,簡化模型,,報告內容,基本概況與研究綜述,提高卡盤定心精度方法研究,卡盤仿真系統(tǒng)開發(fā),總結與展望,卡盤夾緊力特性研究,卡盤仿真系統(tǒng)開發(fā),,,,卡盤仿真系統(tǒng)開發(fā),卡盤仿真系統(tǒng)開發(fā),CONFIG:ANSYS界面設定 ETYPE:用于選擇單元類型 MP:定義材料參數(shù) MESH:設置單元網(wǎng)格大小 LOAD:設置載荷大小 SOLVE:核心模塊，用于有限元求解,生成APDL文件： 在GUI方式下，每執(zhí)行一次操作，ANSYS都會將該操作路徑相對應的操作命令寫入到

7、一個LOG文件中，這個文件就是生成APDL文件的基礎。 編輯LOG文件： 刪除顯示視角、平移、放大(縮小)和某些存盤命令；確定變化參數(shù)，在命令中以變量代替。 編寫APDL宏： 將參數(shù)值傳遞給參數(shù)，最終反映在LOG文件中。將宏文件嵌入到ANSYS啟動文件中，生成工具按鈕。,,總結與展望,主要創(chuàng)新點： 提出了分組互換法的卡盤盤體與楔心套的裝配方法，并通過實驗驗證了該方法的正確性，證明該方法確實能提高卡盤定心精度。 工作展望： （1）卡盤動態(tài)夾緊力仿真系統(tǒng)的精度問題。 （2）對卡盤磨損分析缺少定量分析。,研究成果,攻讀碩士期間成果： 1陳會金,郭忠,于志強. 雙行星動力混合機攪拌槳受力分析J. 化學工程與裝備,2014,12:45-47. 2陳會金,馮平法,王健健,張建富,郭忠.提高楔式動力卡盤定心精度的裝配方法研究（已投稿到制造技術與機床） 3于志強,柴永生,陳會金,劉光. 雙行星動力混合機分散器結構改進及溫度場分析J. 化工機械,2016,01:89-92+111.,結束,謝謝！ 歡迎各位老師、同學提出寶貴意見!,