控制盤類零件加工精度的理論及其方法的研究

本文對立式車削中心、半自動簡易數控車床、傳統手搖車床的工藝特點、夾緊力、主要精度情況進行了對比分析，得出了立式車削加工中心夾緊力過大是造成盤類零件加工精度超差主要原因的結論。在論述控制夾緊變形措施的基礎上，提出了從夾緊力的大小與作用點、立式車削中心使用性能和卡爪結構參數等方面進行系統控制的思想。為解決盤類零件在大夾緊力下加工引起零件較大的加工變形問題，從零件加工工藝分析入手，本文著重提出了在有限元結構建模的輔助下，分析零件夾緊變形的新方法。在有限元結構建模過程中，運用彈形接觸問題處理卡爪與零件協調變形關系，并對模型的邊界條件進行了深入的探討。經過零件夾緊變形量的模擬求解與實測結果比較，確認所建的模型能達到較高模擬精度。 此外，采用模型分析計算和測定工件實際變形量相結合的辦法，進一步對卡爪主要結構尺寸(卡爪齒形角、卡爪圓弧包角、卡爪包弧半徑)與零件夾緊變形量進行了相關分析，通過修改卡爪結構尺寸以達到控制盤類零件的夾緊變形的目的。實踐證明這種有限元結構建模分析夾緊變形的方法具有較強的針對性和實用性，能有效解決電梯中盤類零件加工精度控制問題，也可推廣運用于其它產品盤類零件的夾緊變形分析之中。 在改進零件加工工藝方面，針對軸承箱盤類零件，其上的外圓對內孔同軸度要求，采用兩次裝夾的工藝特點，本文運用類比法設計了一種能使工件產生均勻夾緊變形的彈簧套拉桿自定心夾具。為進一步提高自定心專用夾具的精度要求，還設計了一個簡單的彈簧套修磨輔具。目前該自定心夾具已成功地應用于立式車削加工中心設備上，收到了穩定控制夾緊變形的效果。