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1、卡盘定心精度与夹紧力研究,姓 名 ： 专 业 ：机械工程 学 号 ： 指导教师 ：,2013级硕士研究生学位论文答辩,报告内容,基本概况与研究综述,提高卡盘定心精度方法研究,卡盘仿真系统开发,总结与展望,卡盘夹紧力特性研究,基本概况与研究综述,国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020） 高档数控机床与基础制造装备专项：重点攻克数控系统、功能部件的核心关键技术。增强我国高档数控机床和基础制造装备的自主创新能力，实现主机与数控系统、功能部件协同发展，目标是基本满足航天、船舶、汽车、发电设备制造等四个领域的重大需求。 高速切削技术发展迅速，配套功能部件性能不足 切削速度提升，加工效率提高
2、高速切削范围内，切削力随切削速度提高而减小 热量排出快，减小内应力和热变形，提高加工精度 降低振动对加工精度的影响 加工难加工材料 动力卡盘市场调研 台湾地区品牌产品占50%，欧盟、日本品牌产品占20%，国内自主品牌产品仅占到30%左右 德国：SMW（斯美沃）、ROHM（罗姆）、SCHUNK（雄克）、FORKARD（福尔卡特） 日本：KITAGAWA（北川）、HOWA（丰和）,基本概况与研究综述,油缸卡盘总体结构,常见液压动力卡盘（按传动形式）,楔式,杠杆式,斜齿条式,斜柱式,球节式,涨套式,油缸的回转运动转化成卡盘的径向运动,基本概况与研究综述,定心精度影响因素,卡盘夹持工件车削,基本概况与
3、研究综述,主轴转速： 夹紧力损失系数随主轴转速增大而增加，呈现三个阶段,刚度： 夹紧力损失随工件刚度增大而增加；随卡盘径向刚度增大而减小,工作参数： 夹紧力损失随摩擦系数增大而增加；随楔面角度增大先减小后增加,卡盘夹紧力计算模型,基本概况与研究综述,研究内容： 在实验室已有研究基础上，对提高卡盘装配精度方法进行研究 对影响卡盘动态夹紧力的因素进行研究 探究各参数对动态夹紧力仿真的影响 对卡盘仿真系统进行开发 研究思路： 采用分组互换法对装配方法进行方案设计 采用有限元方法对卡盘进行仿真 采用实验方法研究摩擦磨损对卡盘的影响 采用有限元二次开发方法进行卡盘专用系统开发,报告内容,基本概况与研究综
4、述,提高卡盘定心精度方法研究,卡盘仿真系统开发,总结与展望,卡盘夹紧力特性研究,提高卡盘定心精度方法研究,清华大学研究内容：,盘体与楔心套的装配间隙是决定卡盘配车后定心精度的主要因素。配合间隙在10m以内，降低19%生产成本。,配合间隙对精度影响曲线,提高卡盘定心精度方法研究,原理： 分组互换法是提高装配精度的一种装配方法，是将组成环公差增大若干倍（一般为3倍至6倍），使组成环零件能按经济公差加工，然后再通过零件测量将各组成环按原公差大小分组，按相应组进行装配的方法。,提高卡盘定心精度方法研究,报告内容,基本概况与研究综述,提高卡盘定心精度方法研究,卡盘仿真系统开发,总结与展望,卡盘夹紧力特性
5、研究,卡盘夹紧力特性研究,重复夹紧对卡盘夹紧力影响实验 实验设备：众环综合试验机，KT55-200楔式动力卡盘，Gripping Force Tester夹紧力测试仪，测试棒。 实验方法：油缸油压4Mpa，每夹紧测试棒500次测试夹紧力；连续夹紧10次后进行全程无负载运动5次测试夹紧力。,卡盘夹紧力特性研究,接触面表面形貌观察实验：,超声波清洗器 扫描电镜试验台,卡盘主要接触面（3对）,接触面形貌与能谱图,卡盘夹紧力特性研究,表面形貌观察实验小结： （1）卡盘主要接触面的磨损以磨粒磨损和氧化磨损为主，黏着磨损为辅。 （2）对卡盘实际生产使用中提出的建议主要有一下几点：对卡盘主要接触面采取一些提
6、高表面硬度的措施；基爪和楔心套在选材方面考虑硬度高的材料；定期对卡盘进行保养，定期清理卡盘添加润滑剂等。,卡盘夹紧力特性研究,简化模型,报告内容,基本概况与研究综述,提高卡盘定心精度方法研究,卡盘仿真系统开发,总结与展望,卡盘夹紧力特性研究,卡盘仿真系统开发,卡盘仿真系统开发,卡盘仿真系统开发,CONFIG:ANSYS界面设定 ETYPE:用于选择单元类型 MP:定义材料参数 MESH:设置单元网格大小 LOAD:设置载荷大小 SOLVE:核心模块，用于有限元求解,生成APDL文件： 在GUI方式下，每执行一次操作，ANSYS都会将该操作路径相对应的操作命令写入到一个LOG文件中，这个文件就是
7、生成APDL文件的基础。 编辑LOG文件： 删除显示视角、平移、放大(缩小)和某些存盘命令；确定变化参数，在命令中以变量代替。 编写APDL宏： 将参数值传递给参数，最终反映在LOG文件中。将宏文件嵌入到ANSYS启动文件中，生成工具按钮。,总结与展望,主要创新点： 提出了分组互换法的卡盘盘体与楔心套的装配方法，并通过实验验证了该方法的正确性，证明该方法确实能提高卡盘定心精度。 工作展望： （1）卡盘动态夹紧力仿真系统的精度问题。 （2）对卡盘磨损分析缺少定量分析。,研究成果,攻读硕士期间成果： 1陈会金,郭忠,于志强. 双行星动力混合机搅拌桨受力分析J. 化学工程与装备,2014,12:45-47. 2陈会金,冯平法,王健健,张建富,郭忠.提高楔式动力卡盘定心精度的装配方法研究（已投稿到制造技术与机床） 3于志强,柴永生,陈会金,刘光. 双行星动力混合机分散器结构改进及温度场分析J. 化工机械,2016,01:89-92+111.,结束,谢谢！ 欢迎各位老师、同学提出宝贵意见!,
