薄壁车削件加工工艺的有限元分析及试验验证

作     者：张沈华 

作者单位：苏州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高强

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：正交实验 有限元 薄壁车削工件 夹紧力 

摘      要：薄壁车削件是车削加工中的重要组成部分,包括薄壁套件、薄壁盘件和薄壁环件。这类加工零件的共同特点是工件本身刚性差导致装夹变形,以及刀具在切削过程中对工件产生的局部应变而影响工件的最终加工质量。如何降低装夹变形以及局部加工变形一直是研究者的研究目标。本文针对薄壁车削件的加工工艺进行了有限元分析并结合正交实验方法,选取了实际工作中遇到的两个典型薄壁零件进行了有限元建模和应力应变模拟分析,结合正交实验方法,选取不同的车削用量对零件进行模拟加工分析,并进行实际加工验证。本文的主要研究内容如下:1.薄壁件装夹力的分析,探讨如何计算最小装夹力,以及降低单位面积夹紧力的方法。2.分析了车削用量对薄壁件的应变影响,分别从切削速度、切削深度、进给量和主偏角4个方面研究。3.结合正交实验的理论,选取以上4个因素,选取3个水平进行正交实验组合。4.利用有限元软件,对正交实验表中4个因素的3个水平进行9组实验的模拟分析,利用极差分析法求得最优车削参数组合。5.根据有限元模拟应变量分析结果,从9组切削用量中选取2组可接受应变量的车削用量进行实际加工,并比对加工结果。