高速纺纱锭子弹性管组件的精密加工工艺及专用装备研制

论文摘要

由于国际制造业市场竞争日趋激烈,企业必须凭着产品的高质量、加工的高效率才能取胜。纺纱锭子是纺纱加捻卷绕的关键零件,锭子的优劣对纺纱产品的质量与产量具有重要作用。弹性管结合件是纺纱锭子的重要零件,因此,保证弹性管结合件关键零件的加工精度、结合件装配精度,尤其是双向支撑孔的同轴度精度非常重要。然而,由于弹性管及其结合件是个典型的薄壁易变形件,传统的加工工艺和装夹方法已难以保证和提高其制造精度,已成为制约国产高速纺纱锭子及其纺纱工业发展的技术瓶颈之一。本文针对上述技术瓶颈,开展了相关工艺研究、专用工装与设备研制,主要研究工作及其成果如下：1.通过对弹性管结合件现行加工工艺分析和改进,提出了轴承座与弹性管组装后再加工的工艺方案,提出了对弹性管结合件的一次装夹,同时或连续进行双向支撑孔精镗工序的加工方法,以保证弹性管结合件双向支撑孔的同轴度精度。2.进行了弹性管结合件精密加工专用装备的总体设计和专用工装与驱动系统的详细设计。在专用机床总体设计的基础上,开展了专用工装主定位部分的设计和定位误差分析；在对自适应夹紧技术研究的基础上,设计了液压浮动自适应夹紧机构,然后进行自适应夹紧的理论分析和自适应夹紧元件的详细设计；通过有限元方法对专用工装的关键零部件轴承座进行了校核计算。3.开展了弹性管结合件双向支撑孔镗削工艺参数的优化和位置精度控制研究,通过建立弹性管支撑孔镗削工步的有限元模型,找出了单个工艺参数对切削力和热的影响规律,在此基础上对工艺参数进行了综合优化设计,以对弹性管结合件双向支撑孔同轴度精度进行有效的控制。4.基于提出和实现的弹性管结合件工艺方法和结合件／夹具主动寻位专用装备所开展的相关试验及其结果表明,其在装夹次数、夹紧变形、加工效率和制造精度等各个方面都具有明显优势,尤其是采用专门设计的弹性管结合件同轴度综合量规对弹性管结合件双向支撑孔的检测结果表明,本文提出的一次装夹弹性管结合件,同时或连续进行双向支撑孔精镗工序的加工方法及其专用装备可以将弹性管结合件双向支撑孔同轴度误差控制在0.015mm以内。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景与意义
• 1.1.1 高速纺纱锭子
• 1.1.2 高速纺纱锭子的制造技术瓶颈
• 1.2 双头镗机床及精密装夹技术的国内外研究现状
• 1.2.1 双头镗机床
• 1.2.2 精密柔性装夹技术
• 1.2.3 回转类零件的精密安装技术
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 弹性管结合件精密制造关键技术研究
• 2.1 弹性管结合件的制造瓶颈
• 2.2 弹性管结合件的工艺设计
• 2.2.1 弹性管结合件加工工艺分析
• 2.2.2 弹性管结合件加工工艺改进
• 2.3 弹性管结合件加工工装的方案设计
• 2.3.1 弹性管结合件安装与驱动系统设计
• 2.3.2 弹性管结合件主动寻位专用夹具设计
• 2.4 两种专用装备方案的对比分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 高速纺纱锭子弹性管组件双向支撑孔镗削专用机床的研制
• 3.1 弹性管结合件双向支撑孔镗削专用机床的总体设计
• 3.2 专用工装定位夹紧部分的设计
• 3.2.1 专用工装主定位部分的设计
• 3.2.2 液压浮动自适应夹紧设计
• 3.3 专用工装关键零件的有限元分析
• 3.3.1 NASTRAN有限元分析软件及静力分析简介
• 3.3.2 轴承座刚度分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 弹性管双向支撑孔镗削工艺参数优化
• 4.1 弹性管支撑孔镗削工步的有限元分析模型
• 4.1.1 运动模型
• 4.1.2 材料本构模型
• 4.2 镗削用量及其对镗削力和热的影响分析
• 4.2.1 仿真实验及相关参数设置
• 4.2.2 镗孔切削用量的单因素分析
• 4.2.3 工艺参数的综合优化设计
• 4.3 弹性管双向支撑孔同轴度误差分析与控制
• 4.4 本章小结
• 第五章 弹性管结合件/夹具主动寻位专用装备研制
• 5.1 主动寻位的多工序转换原理
• 5.2 多工步工件/托盘主动寻位安装系统的设计
• 5.2.1 结合件/夹具主动寻位专用装备的总体设计
• 5.2.2 结合件的初始安装机构
• 5.2.3 结合件/托盘主动寻位安装系统
• 5.3 结合件/夹具主动寻位装备的工程图设计与实施
• 5.4 专用机床与结合件/夹具主动寻位专用装备的对比
• 5.5 本章小结
• 第六章 弹性管结合件双向支撑孔位置精度检验方法与检验结果
• 6.1 三坐标测量机对同轴度的检验评价方法
• 6.2 同轴度综合量规设计
• 6.3 弹性管结合件双向支撑孔同轴度精度的检验与结果分析
• 6.4 结合件/夹具主动寻位专用装备应用效益分析
• 6.5 本章小结
• 第七章 论文工作小结与展望
• 7.1 论文工作小结
• 7.2 研究工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文及有关成果
• 致谢
• 附录一
• 学位论文修改说明