导轨内侧面加工装夹变形分析   佛山路灯维修车出租, 佛山路灯维修车租赁, 佛山路灯维修车价格  装夹与采样点分布的确定导轨内侧面加工过程采用如下装夹方式，导轨大端面平放在工作台上，两侧翼板在长度方向上均匀分布5块压板。导轨装夹方式采样点分布方式：由于加工面对称，因此仅对一侧的加工面进行分析即可。在垂直工作台的横截面上均匀分布5个采样点（最上端为1号采样点），在长度方向上均匀分布21个采样点（最左端为1号采样点），这样每个装夹段有5个采样点表示，某个采样点用x.y表示。一共105个分析点。

     加工面变动刚度分析技术刚度在内侧面的分布是变动的，而且每个采样点在三个方向的刚度也是不同，掌握内侧面不同区域的三个方向的刚度变动规律对优化加工参数十分有必要。基于结构刚度的加工变形控制曲线分析技术是经过低应力装夹技术优化后的装夹结构基础上对该种装夹结构下加工面的刚度进行的分析技术。由于结构件不同方向尺寸不一，横截面形状复杂，在各个方向以及截面上的同一加工面的刚度分布也是变动不均匀的，如果没有考虑到刚度分布的不均匀性而采用同一种加工参数，会导致同一加工面上不同区域的切削量不一致，影响加工精度。因此有必要定量的分析加工面上的刚度分布，该分析能给加工面上不同区域的刚度值，在刚度小的区域减少加工速度，在刚度大的区域可提高加工速度，即可保障导轨结构件加工精度，也可提高导轨结构件的加工效率。由于切削过程是一种局部塑性整体弹性的加工过程，因此变动刚度分析也在切削过程是适用的。复杂薄壁零件装夹结构刚度分析实施过程主要分为如下步骤：首先确定加工面及其装夹方式，结合仿真模型确定加工面上的采样点分布；其次，依次在采样点的三个方向上分别施加线性增大的切削力，获取不同单方向切削力下采样点三个方向的应变值，根据切削力与应变值绘制加工面变动刚度曲线；然后，由于实际切削力为三个方向的合力，需要对单方向切削力进行耦合分析；最后，结合加工尺寸公差，给出加工面上切削力施加的许用值判据。基于结构刚度的加工变形控制曲线分析技术思路主要体现为如下几个方面：（1）基于实际零件结构，以加工特征线/面为对象，结合装夹（位置、结构），以及切削力等因素，建立分析模型。（2）基于三维有限元仿真，开展单方向切削变刚度分析技术、多方向切削力耦合变刚度分析技术。（3）基于切削力与加工变形分析模型，建立加工特征线/面的变刚度矩阵集。（4）通过三维切削仿真，获得等效切削力，结合加工精度偏差范围，建立偏差极限值、加工特征线/面的变刚度矩阵集与切削力门槛监控值得关系方程。（5）基于所求解得到的切削力门槛值，对当前工艺参数进行评价，优化加工工艺参数，实现加工工艺参数的进一步合理制定。通过依次在采样点的三个方向上分别施加固定的切削力，可以获取不同单方向切削力下采样点三个方向的应变值，根据切削力与应变值绘制加工面变动刚度曲线，定义1.y采样点组成的集合为采样线1，同理得其余四条采样线，通过对各采样线上的采样点施加单方向切削力，可以获得各采样点在x方向上的变形，通过刚度值=力/变形（kN/mm）可以计算出不同采样线在长度方向上的刚度变动。该分析主要研究与切削力方向一致的刚度值变动规律，因为当不考虑多方向耦合时，非切削力方向的变形远小于切削力方向的变形。如果定义切削力方向为x正方向，则仅考察x方向变形与刚度，多方向耦合将在以下内容中描述分析。通过获取x正方向施加1kN力后在x正方向上的变形，可获得该方向上的刚度变动曲线。 同理可以获取其他方向的变刚度曲线，综合这些数据并将其转换为变刚度集，用于接下来的分析加工面上某一采样点在三个方向切削力作用下的刚度矩阵如下表示：下脚标的第一值表示切削力作用方向，第二个值表示对应上述切削力作用的刚度方向，如xyR表示在x方向切削力作用下在y方向上的刚度值。

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     切削力许用值求取与优化，切削力等效门槛值可以被给出，假设实际过程中在三方向的切削力分别为Txy。设三方向上的变形值为Txyzuuu，可得导轨槽尺寸0.50.1128.5mm，加工精度P要求x方向上的误差控制在0.5mm内，设温度影响系数ST取1.5，初始与加工内应力影响系数SS取1.5，安全系数Sa取2，切削速度可提供3倍多，同时也要注意，随着切削力的增加，温度对刚度的影响增加，因此后续研究可添加指数型温度影响安全系数，使其更加贴近实际。大量通过试验进行分析结构加工变形的方法，逐渐被基于有限元建模和仿真分析技术所替代，其大大节约了成本，提高了工作效率，能够有效预测工件的加工质量。针对整体结构件加工技术研究和工艺优化方案，主要采用有限元模拟技术。

     基于有限元的导轨全过程仿真模型之后，对其中主要工艺参数进行了优化分析，对比不同的变量值，通过改进工艺参数以达到减小加工变形量以及应力值的效果。针对导轨槽的铣削加工过程，依次对三个主要工艺参数进行不同取值，并对比相应的导轨变形和应力，以此得出优化的工艺参数。（1）对比不同进给量时的导轨的应力和变形取铣刀单次切深为0.1mm，转速为3000r/min。同时铣刀进给量分别为5000mm/min和3000mm/min。对比出导轨最大应力和变形结果。（2）对比不同转速时的导轨的应力和变形取铣刀单次切深为0.1mm，进给量为3000mm/min。同时铣刀转速分别为5000r/min和3000mm/r。对比出导轨最大应力和变形结果。（3）对比不同切深时的导轨的应力和变形取铣刀转速为5000r/min，进给量为3000mm/min。同时铣刀单次切深分别为0.1mm和0.5mm。对比出导轨最大应力和变形结果。

     在加工参数优化方面，对于精加工导轨槽的关键工序，为保证最大变形以及平均变形，从趋势的角度，建议的工艺参数为：选取φ50mm的三面刃,进给量3000mm/min、转速5000r/min、切深0.05mm。383.6本章小结在零件的加工过程中，工件的装夹设计也是非常重要的一环，对零件的加工精度起着决定性的作用。本章通过建立切削力以及工件装夹下的变形分析模型，以经验切削力公式验证的仿真模型的有效性并以其为分析手段，对三种装夹结构进行了变形及应力分析，给出了采用两侧支撑形式的装夹结构，并建议支撑力为5N的优化建议方案，提高了工件的加工精度，为后续工作者开展有关低应力装夹技术提供了有效的参考。建立了基于有限元的导轨全过程仿真模型之后，对三个主要工艺参数进行优化取值，并对比相应的导轨变形和应力，通过改进工艺参数以达到减小加工变形量以及应力值的效果。

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