曲柄半径误差建模及影响因素研究

结合曲轴在加工过程中的综合受力,利用有限元仿真方法对曲轴各轴颈轴线在加工过程中的弹性变形进行了研究。根据随动磨削中曲轴及砂轮的运动情况,建立了曲轴曲柄半径误差分析模型,并通过MATLAB软件分析曲轴受力变化与曲轴曲柄半径缸间差异之间的影响关系。理论表明,增大顶尖力或减小磨削力有利于减小曲柄半径缸间差异。最后,通过验证实验证明了曲柄半径误差分析模型及理论分析的正确性。同时,考虑到磨削力变化对曲轴轴颈表面质量的影响,优先选择优化顶尖力以降低缸间差异的方法。     

制造内燃机曲轴的质量保证

0引言 　　曲轴-这是内燃机的主要零件之一,它关系到内燃机的工作能力和可靠性.曲轴的主要质量参数是制造精度(用尺寸误差以及表面的形状误差和位置误差决定)和轴颈工作表面的粗糙度.对曲轴的几何精度和表面质量的主要要求是:1)主轴颈和连杆轴颈的直径精度6～7级;圆度偏差4～5级精度;2)主轴颈相对曲轴轴线的跳动,对直径达100mm的轴颈不大于0.01～0.015mm,对较大直径的轴颈不大于0.015～0.025 mm.连杆轴颈相对自身轴线的允许跳动量大约较主轴颈的跳动量大50%;3)曲轴半径的长度偏差不大于±0.15 mm/100 mm;曲拐之间的角度差在曲轴全长上不大于±30;4)飞轮紧固法兰的端面跳动不大于0.005 mm/100 mm;轴颈圆柱表面的粗糙度Ra≤0.63μm.……     

一种新型快速曲轴铣夹具的研制

传统的车削加工方法难以满足曲轴轴颈加工中多方面的要求,为改善这一现状,设计一种新型的曲轴铣夹具。该夹具采用了两端主轴颈作为定位基准的独特定位夹紧方法,设计了可两端同步旋转的联动装置,采用多刃滚刀加工实现高速铣削。夹具工作稳定可靠,生产效率高,适应性强。为进一步扩大夹具的适应性,在Simmons NX平台上,利用WAVE、Part Families、Interpart等技术,进行了基于系统的自顶向下的曲轴铣夹具数字化快速设计,以及运动仿真,为产品的改型设计加快了速度。     

正交车铣已加工表面宏观形貌的三维图形仿真

为探明正交车铣已加工表面形貌变化规律,对已加工表面宏观形貌进行研究。在建立正交车铣已加工表面宏观形貌仿真算法的基础上,仿真各切削参数下正交车铣已加工表面宏观形貌的三维图形,分析各切削参数对已加工表面宏观形貌的影响规律,并进行了试验验证。研究结果反映了正交车铣已加工表面圆柱度的变化规律,为提高正交车铣的加工精度提供了指导。     

连杆衬套强力旋压成形的多目标优化与决策

为了减小连杆衬套强力旋压成形的圆柱度误差和壁厚偏差,提出了基于加权相对距离的最优解决策策略.介绍了连杆衬套的强力旋压成形工艺,以减小圆柱度误差和壁厚偏差为目标建立了多目标优化模型.使用RBF神经网络和有限元仿真软件拟合了工艺参数与目标参数之间的函数关系,经验证RBF神经网络的拟合精度较高.使用非支配排序遗传算法对多目标...     

侧铣加工刀位轨迹优化算法研究

针对非可展直纹面侧铣精加工刀轴矢量计算中存在的问题,侧铣加工误差几何模型分析圆柱铣刀加工非可展直纹面误差产生的原因。以两点偏置法和三点偏置法等基本算法为基础,提高非可展直纹面类零件的加工精度,文章提出一种定点旋转寻求最优刀轴矢量组的计算方法,并且采用密切法进一步优化。通过优化算法使加工误差趋于最小,最终得到整体最优的刀轴轨迹。此方法与已有方法进行加工实验对比,从仿真结果可以看出明显提高了加工精度,对非可展直纹面侧铣加工提供一定的参考意义。     

曲轴感应淬火及残余应力的仿真与试验研究

曲轴在感应淬火时产生应力集中或应力分布不均会导致曲轴变形过大而失效。本文采用有限元方法对曲轴加热和冷却过程及残余应力进行了仿真,并对轴颈显微组织、轴颈淬硬层深度及曲轴残余应力进行了测试分析。结果表明,轴颈淬硬层为细针状马氏体,基体为回火索氏体,表面平均硬度为52.8 HRC,心部硬度为26.0~30.0 HRC,淬火后轴颈表面残余压应力为-154.3~-254.9 MPa;连杆颈淬硬层深度为4.0 mm,过渡圆角处淬硬层深度为2.1 mm。曲轴感应淬火后淬硬层深度预测和残余应力的仿真结果与试验结果基本一致,仿真可预测淬硬层深度。     

细长梁数控侧铣加工变形的预测、补偿与验证

针对铸造钛合金ZTC4材质的弱刚度细长梁结构件加工变形问题,借助有限元仿真方法对该加工过程进行分析,并根据仿真预测出来的零件变形量数据,结合镜像补偿加工的方法完成了试验验证。通过建立细长梁数控侧铣加工的三维有限元仿真模型,预测出零件本体在不同位置处的变形量范围,并以此为基础利用数控铣床进行试验验证。结果表明,无补偿的加工方式零件的表面质量差,而补偿加工后的零件表面,其平面度和直线度误差都有较大幅度的降低,下降幅度分别为17%和33%,从而确定了补偿加工的方式能够有效降低该弱刚度结构件的形状误差,提升其加工精度。     

曲轴再制造毛坯连杆轴颈表面损伤对剩余疲劳寿命的影响*

为研究曲轴连杆轴颈表面损伤与曲轴再制造毛坯剩余疲劳寿命的相关性,基于有限元仿真计算获得的曲轴过渡圆角应力分布结果,选取含表面自然缺陷和人工预制缺陷的废旧曲轴,在谐振式弯曲疲劳试验台上进行曲轴弯曲疲劳试验。采用金相显微镜和扫描电镜观察疲劳断口处的组织和形貌,分析讨论表面缺陷对剩余疲劳寿命的影响。研究结果表明:废旧曲轴剩余疲劳寿命对于缺陷位置的敏感程度高于缺陷尺寸,连杆轴颈表面氮化层的剥落造成废旧曲轴剩余疲劳寿命显著降低。     

曲轴粗加工的工艺方法

分析了曲轴的工作环境及性能要求.讨论了曲轴轴颈的车削、铣削、车拉等加工工艺,对各种工艺在加工效率、加工精度、投资费用、机床柔性、加工特点上进行了分析对比,结合我国曲轴毛坯的生产现状,得出较为合理的曲轴轴颈粗加工工艺.     

钛合金侧铣加工残余应力与变形研究北大核心

为研究加工残余应力对钛合金薄壁结构变形的影响,利用有限元软件建立2D切削模型,分析每齿进给量与刀具刃口半径对加工表面残余应力的影响。利用切削仿真得到的残余应力对薄壁件进行变形仿真分析;分别以每齿进给量0.06、0.08 mm进行闭腔侧铣试验。结果表明:与实测值相比,仿真表面残余应力误差约为20%、最大变形量误差约为12%。所提方法具有一定的可靠性与可行性。     

曲轴径向圆跳动误差的工艺试验

通过工艺试验，研究了曲轴在加工过程中产生的径向圆跳动误差，并运用工艺链理论分析法分析了误差的种类和遗传方式。最后提出了减小曲轴主轴颈径向圆跳动误差的措施。     

高压水泵曲轴的加工工艺设计与分析

针对高压柱塞水泵原有主轴整体结构存在的加工工艺问题,提出一种采用两段分体结构的曲轴加工的改进设计方案,简化加工工艺。对改进后曲轴组合体的结构进行的有限元模态分析表明:两段式分体加工可以满足强度设计要求,能更好地保证加工精度。     

基于次摆线运动的航空铝合金铣削力有限元模拟

经过分析刀具与工件在装配模型中的位置关系,将平行运动栽荷与转动栽荷同时施加到刀具模型上,建立了刀具次摆线运动的铣削有限元模型.在保证计算精度的前提下,为了减少模拟的时间,使用过渡网格划分技术对模型进行了优化处理.在考虑工件材料性能参数基础上,利用有限元平台ABAQUS软件,研究了在航空铝合金7050-17451铣削过程中铣削力的变化规律.对模拟结果进行验证表明有限元模型是正确的、模拟结果是可靠的,对后续研究工作有一定的参考意义.     

2024铝合金结构件残余应力的评估与变形预测

为了研究毛坯初始残余应力和铣削加工引入的表面残余应力对2024铝合金结构件加工变形的影响,通过有限元模拟和铣削试验对两框整体梁的加工变形进行了研究。考虑了毛坯的初始残余应力、铣削加工引入的表面残余应力以及这两个影响因素的综合作用对两框整体梁加工变形的影响。研究结果表明,毛坯的初始残余应力是两框整体梁产生加工变形的主要影响因素,初始残余应力与铣削加工引入的表面残余应力的综合作用加剧了变形,其中,由初始残余应力引起的变形占整体梁总变形的92%,表面残余应力引起的变形占整体梁总变形量的8%左右。并最终通过对两框整体梁的铣削加工试验验证了有限元模拟结果的准确性,对实际生产具有一定的参考价值。     

基于模态分析的高速铣削主轴转速选择

分析了高速铣削的特点以及切削加工中的振动现象,研究了高速切削和普通切削中的工件振动对加工精度的影响程度,提出了在高速铣削情形下工件振动会影响加工精度的假设。然后采用振动力学中的谐响应方法分析了铣削加工中工件振动的简化模型,研究了工件在刀具作用力下的振动情形;并通过有限元分析软件进行实例仿真,结果表明在高速切削情况下工件的振动会影响要求较高的加工质量。最后,给出了利用模态分析来优化主轴转速的方法,为高速切削情况下减小振动、提高加工质量提供了一种途径。     

船用曲轴精加工装夹方法研究与应用

对于船用发动机,曲轴的质量直接影响其整体寿命。在大型半组合式船用曲轴的加工过程中,作为最终工序的整体精加工又是决定最终质量的关键。基于有限元技术,分析了传统装夹定位方法带来的定位刚性差的原因所在;同时结合曲轴自身特点,设计了一种新型定位与装夹方式,为大型、偏心、轴类零件精加工提供理论与方法支持。     

铝合金6061-T6三维铣削加工有限元仿真及实验

为了获得6061-T6铝合金材料在铣削过程中铣削参数对铣刀切削性能的影响,使用有限元软件AdvantEdge建立有限元模型,研究了铣削深度、铣削宽度和主轴转速对切削力及温度的影响。根据仿真结果分析可得,铣削参数对切削力的影响铣削深度﹥铣削宽度﹥主轴转速;对温度的影响铣削宽度﹥铣削深度﹥主轴转速。通过实验对比,发现仿真结果与实验结果误差不超过30%,且切削力的走向基本一致,说明仿真结果是可信的。     

涡轮叶片切削参数研究与仿真

为解决涡轮叶片可选加工参数较多、加工质量与效率难以保证的难题,提出一种涡轮叶片的五轴加工工艺。利用解析分析的方法建立切削力理论模型,对比验证切削力经验公式的模型精度。结合工件受力变形有限元模型,选取优化后的切削参数,并利用可视化软件实现对叶片无偏摆点铣与侧铣程序的编制与仿真。可视化仿真结果表明：该加工工艺及参数下,可获得加工精度较高的叶片表面;点铣法加工精度较高,通用性强,与侧铣法相比效率较低。铣削试验结果表明：仿真表面结果与试验表面在变化规律上吻合良好,证明了所提工艺与参数的有效性,提升了涡轮叶片的制造精度与效率。