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精密车床主轴箱的优化设计 精密车床主轴箱的优化设计

格式:word 上传:2022-06-25 15:43:07

《精密车床主轴箱的优化设计》修改意见稿

1、“.....在每个例子比较对加工精度的热变形的影响,寻求最佳的设计。个是在不考虑热负荷,另个包括热效应的解决方案。是用于分析结构响应。三种不同的解决方案模块是必要的。它们分别为静态分析,模态分析和热负荷分析。为了执行自动设计优化迭代循环,个外壳脚本来控制开发的模块,遗传算法程序,接口程序的执行顺序。图主轴轴承模型和可能的位置图车头形状和散热片可能的位置例型启闭图显示了型车头和变量的类型与尺寸正视图。由于各种因素的制约,主轴中心高度不能改变。这优化设计问题的数学公式如下图型启闭在配方设计变量的含义是是启闭层面和分别代表前轴承和后轴承地点和是前滚子轴承,前轴承刚度角接触球轴承和滚子轴承的后方分别为散热片厚度和散热片的高度通过确定是否散热片应在相应的位置,其中表示散热片在位置是必须的,表示散热片在位置是不必要的。这些变量的上限和下限,给出了方程......”

2、“.....元素,元素,元素和些元素。经过年的世代遗传算法的搜索,最佳的解决方案列于表。自然频率见表。从表可以观察到热负荷下的启闭宽度小于不带热负荷。两个热负荷下的前轴承的刚度应比不带热负荷的少。在热负荷下的后轴承刚度需要个比不带热负荷更高的值。厚度和散热片加载条件下的两个高度也不同。无热负荷,散热片只是作为加筋环,因此更厚。对于散热的主轴轴承产生的热量,他们更薄,更高。它也有兴趣知道,在散热片热负荷只有在附近的地方安装主轴轴承嵌入。最根本的自然频率大于的两种情况。在稳定状态的前部滚子轴承温度为,角接触球轴承温度为,后方滚子轴承温度为周围温度为因为前角接触球轴承产生比其他两个滚子轴承更多的热量,它具有最高的温度。第二个最高温度出现在前面滚子轴承径向负荷较重的部位。后方滚子轴承以最小的径向负荷,因此收益率最低的温度上升......”

3、“.....图显示了在启闭的温度分布。因为总热量前面的两个轴承产生比由后轴承产生的热量较大,在车头前部的温度较高。图显示了热负荷下启闭散热片最佳形状。表条记录在切削点和相应的切削力方向刚度工件位移。表优化型解决方案床头表自然振动频率的型赫兹启闭图型主轴箱的温度分布图型的最佳形状根据热负荷启闭表挠度和刚度在切割点型主轴箱从表可以看出,对工件的热负荷下的总挠度的倍,是不考虑热负荷。热变形的效果确实明显。例型启闭图显示了型车头形状和,和的三维变量。这些三维变量方面的限制是。我们的目标还是要尽量减少在切割点的总挠度。其他设计变量和约束条件是例相同。和分别是前后轴承位置变量和轴承刚度的变量和尺寸为散热片的变量。对散热片的位置变量通过到代表图,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,型启闭经过年的世代遗传算法的搜索,最佳的解决方案列于表......”

4、“.....从表可知,它是根据热负荷的大小大于不带热负荷。两个热负荷下的前轴承的刚度与不带热负荷很大的不同。然而,热负荷后轴承刚度远大于无热负荷。热负荷的前方和后方轴承往往是向对方定位和主轴跨度减少。在两种加载条件下的散热片厚度非常接近。对于散热的主轴轴承产生的热量,散热片热负荷下较高。同时在例子发现在这热负荷下只有两个散热片靠近车头前部安装。最根本的自然频率大于的两种情况。在稳定状态的前部滚子轴承温度为,角接触球轴承温度为,后方滚子轴承温度为。前面的角接触球轴承具有如前面的例子最高温度。第二个最高温度出现在前面滚子轴承径向负荷较重的部位,因此具有最低的温度。图显示了主轴箱的温度分布。因为前面的两个轴承产生的热量比在后轴承生成的较大,在车头前部的温度较高。图显示了热负荷下的启闭最佳形状。表列出了工件切削点的位移和相应的地方切削力方向刚度......”

5、“.....无热负荷。这个例子热变形的效果也非常明显。例型启闭图显示了Ⅲ型车头和和三维变量前视图。在这两个变量所造成的限制是和。目标函数和前面两个例子相同。和分别是前后轴承位置变量和是三个主轴轴承的刚度变量和是分别散热片高度和厚度变量到是确定散热片的位置变量。经过年的世代遗传算法搜索,最佳的解决方案列于表。自然频率见表。图Ⅲ型启闭表Ⅲ型启闭最佳解决方案表自然振动频率的Ⅲ型赫兹启闭从表可以看出,热负荷启闭的尺寸与没有热负荷的不同。在热负荷下的前拉轴承的刚度应远小于不带热负荷。不像例热负荷后轴承刚度远小于不带热负荷。类似的例子主轴跨度也有热负荷下短。散热片的尺寸比较接近的两种加载条件。在这个例子热负荷下更多散热片被使用......”

6、“.....个是放置在后轴承,个是在车头中间安装。最根本的自然频率大于的两种情况。在稳定状态的前部滚子轴承温度为,角接触球轴承温度为,方滚子轴承温度为。前面的角接触球轴承具有像以前的最高温度。第二个最高温度出现在前面滚子轴承。后方滚子轴承产量最低的温度上升。图显示了启闭温度分布。之前的车头前部的温度较高。图给出了热负荷下的启闭最佳形状。表在切削点的位移和工件在切削力方向相应的局部刚度。图Ⅲ型主轴箱的温度分布图Ⅲ型最佳形状启闭下热负荷表挠度和刚度在切割点Ⅲ型主轴箱从表中热负荷下工件总挠度为倍,无热负载。热变形影响不可忽视。结论形状优化技术很少用于机床结构设计。三个变量与三维车床主轴箱不同形状的最佳解决方案是寻求在此文章。除了形状变量,与主轴轴承位置相关的变量,轴承,散热片尺寸和刚度的位置,也包括在主轴箱最佳设计。在不考虑由主轴轴承产生的热......”

7、“.....而最后启闭挠度大约是,比前面两个例子高。但是,包括热输入,型主轴轴承具有最低温度和最好的设计,低于前两个主轴箱偏转。这种方法可方便地应用于不同几何形状的设计与其他主轴箱,切削力和轴承。参考文献,有很强的耐磨性但抗冲击性差。另外种是由较小的人造金刚石晶体在高温高压下与碳化物基材料溶合而成的。这种材料具有比较好的抗冲击载荷的能力。金刚石刀具比硬质合金刀具有了很大的改善。在刀具寿命得到很大改善的前提下,可以用很高的切削速度得到比较好的加工表面。刀片形状刀片有不同的形状和尺寸。刀片的形状决定了它的强度和切削刃的数目。车削加工所使用的刀片主要有六种圆形刀片六边形刀片方形刀片平行四边形刀片菱形刀片和三角形刀片。其中最硬的是圆形刀片,然后是六边形刀片方形刀片平行四边形刀片菱形刀片和三角形刀片。因为这些刀具非常坚硬,所以使用时可以得到比较高的精度等级......”

8、“.....也可以磨出更精确的刀尖圆弧直径,同时可以缩短磨削时间。根据所切削的材料,切削速度经常可以提高倍,进给量也可以增加或者更多。为车削加工选择刀片时,可参考发以下原则尽可能选择强度最高的刀片形状选择最小的刀片尺寸尽可能选择最大的刀尖圆弧半径选择柄径最大悬臂最小的镗刀。第四课车床的基本操作本课将讨论最基本的车床操作车端面车外圆车槽切断钻孔镗孔和车螺纹。其中有些切削是要在零件的外表面用表示和内表面用表示上完成。端面车削端面车削得到的是个平面,既可以是工件的整个端面,也可以是类似轴肩的环状中间平面。这种操作只切削毛坯的顶端,这样产生的端面垂直于毛坯的中心线,也比较光滑,刀具以垂直天工件中心线的方向进给。在端面车削过程中,进给是由横向拖板提给的,而切削深度是由拖板或者复合支架控制的,在端面车削中,刀具通常被夹在拖板上,防止切削力将刀具推离工件......”

9、“.....外圆车削外圆车削是沿着旋转工件的外圆去除多余的材料。这种操作可以产生不同的轮廓外形,包括圆柱圆锥面成形面以及轴肩。圆柱车削是所有车削加工最简单和常见的。工件旋转周可以产生个圈,其圆心落在车床主轴轴线上轴线进给使得这个运动次次重复。最终,已加工表面就是个圆柱面。般先粗加工次,再跟道或几道精加工。切槽和切断在切槽和切断操作中,刀具只有横向进给,也就是说,这两种操作都要求刀具沿着垂直工件轴线的方向进给。切削刃在刀具的端,车螺纹之前通常要有退刀槽,从而保证螺纹与轴肩完全切合。切断指从棒形主材上切下零件。切断操作使用切断刀,切断刀是端有切削刃锥形体。刀具沿着垂直工件的方向进给,直到零件彻底从棒形主材上分离下来为止。钻孔钻削加工通常都是在钻床是完成的。有时钻削加工也可以在车床上完成,加工时,工件被装在夹头里并随着夹头起旋转......”

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