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1、第４期（總第１９７期）機(jī)械工程與自動化Ｎｏ．４２０１６年８月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＡｕｇ．文章編號：１６７２-６４１３（２０１６）０４-０１４２-０２影響柔性軸尺寸誤差的幾何因素分析馮慧娟，王明川，王鐵成，苗青（河北工業(yè)大學(xué)工程訓(xùn)練中心，天津３００４０１）摘要：通過分析切削過程中影響柔性軸尺寸誤差的因素，采用有限元分析方法定量研究了工件的幾何因素對其加工誤差的影響，并進(jìn)行了切削實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：如果保持柔性軸的長徑比及其他切削參數(shù)恒定，柔性軸的最大變形量不會受到其直徑與長度單獨(dú)變化的
2、影響，而柔性軸的最大變形量會隨著長徑比的增大而增大，為預(yù)測、控制柔性軸尺寸誤差提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：柔性軸；幾何因素；尺寸誤差；分析＋中圖分類號：ＴＨ１６１.１１文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ0引言的變形量。表３為每組切削實(shí)驗(yàn)過程中柔性軸的最大作為一種重要的難加工零件，柔性軸的生產(chǎn)制造變形量。［１］一直處于效率低下、廢品率較高的狀態(tài)。本文采用表３軸長度不變時仿真得到的不同長徑比下軸的最大變形量有限元分析并結(jié)合切削實(shí)驗(yàn)的方式預(yù)測影響柔性軸加長度（ｍｍ）４５０４５０４５０４５０４５０４５０４５０４５０工誤差的因素，據(jù)此找出解決該問題的方法，
3、可以有效直徑（ｍｍ）２１．４２０．５１９．６１８．８１８１７．３１６．７１６．１長徑比２１２２２３２４２５２６２７２８提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本。變形量（μｍ）４１．９４８．０５４．８６２．２７０．１７８．８８８．１９８．２1柔性軸尺寸誤差的影響因素（２）保持柔性軸直徑d＝１８ｍｍ不變，進(jìn)行８次諸多因素影響柔性軸的尺寸誤差，包括徑向切削切削仿真實(shí)驗(yàn)。記錄在切深抗力作用下工件不同位置力、工件本身的剛性、材料的熱伸長作用等，本文主要的變形量。表４為每組切削實(shí)驗(yàn)過程中柔性軸的最大定量分析柔性軸幾何因素對尺寸誤差的影響情況。變形量。
4、2零件長徑比對車削模型誤差的影響分析表４軸直徑不變時仿真得到的不同長徑比下軸的最大變形量利用有限元軟件建立柔性軸車削的有限元模型，長度（ｍｍ）３７８３９６４１４４３２４５０４６８４８６５０４通過綜合分析，選定ＡＮＳＹＳ作為建立模型的軟件。直徑（ｍｍ）１８１８１８１８１８１８１８１８由于柔性軸的誤差敏感方向?yàn)閺较?，所以為了分析方長徑比２１２２２３２４２５２６２７２８便，建立柔性軸車削的二維模型。在此基礎(chǔ)之上，為了變形量（μｍ）４１．９４８．０５４．８６２．２７０．１７８．８８８．１９８．２更加接近真實(shí)的切削環(huán)境，建立柔性軸車
5、削的三維有通過上述兩組切削仿真實(shí)驗(yàn)可以看出，如果保持限元模型。表１與表２分別是建立切削模型時所涉及柔性軸的長徑比及其他切削參數(shù)恒定，柔性軸的最大變到的切削參數(shù)及工件參數(shù)。形量將不會受到其直徑與長度分別發(fā)生變化的影響，同表１切削參數(shù)時，柔性軸變形量的最大值隨著長徑比的增大而增大。切削速度環(huán)境溫度背吃刀量進(jìn)給量摩擦因數(shù)２．２三維車削模型的載荷施加及求解ｒ／ｍｉｎ℃ｍｍｍｍ／ｒ工件的加載方式采用兩端完全固定的方式進(jìn)行約１０００２００．５０．６０．２束，同時，為工件施加三維切削力，進(jìn)給抗力Fx＝表２工件參數(shù)１８０Ｎ，主切削力Fz＝
6、３７０Ｎ，切深抗力Fy＝２６２．５Ｎ。材料彈性模量（ＭＰａ）泊松比重復(fù)上述的兩組切削仿真實(shí)驗(yàn)，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表４５鋼２×１０５０．３明，對于柔性軸的三維車削模型，分別改變?nèi)嵝暂S的長２．１二維車削模型的邊界條件定義、加載及求解度及直徑的數(shù)值，保持長徑比及其他條件相同的情況工件的加載方式采用兩端完全固定的方式進(jìn)行約下，柔性軸同一位置的最大變形量是相等的。束，同時，在垂直于工件軸線的方向上為其施加F＝3切削實(shí)驗(yàn)［２］２６２．５Ｎ的瞬態(tài)力。為了檢驗(yàn)切削模型的建立是否合理，進(jìn)行了切削（１）保持柔性軸長度l＝４５０ｍｍ不變，進(jìn)行８次實(shí)驗(yàn)
7、。實(shí)驗(yàn)中切削條件及工件參數(shù)與有限元模型保持切削仿真實(shí)驗(yàn)，記錄在切深抗力作用下工件不同位置一致。保持柔性軸長度l＝４５０ｍｍ不變，進(jìn)行５次切收稿日期：２０１５-１２-０４；修訂日期：２０１６-０５-１２作者簡介：馮慧娟（１９８７-），女，山西太原人，助理實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向：ＣＡＤ／ＣＡＭ技術(shù)。２０１６年第４期機(jī)械工程與自動化?１４３?削仿真實(shí)驗(yàn)。表５為每組切削實(shí)驗(yàn)過程中柔性軸的最驗(yàn)證了前面所建立的有限元模型是合理的。大變形量。4結(jié)論表５軸長度不變時實(shí)驗(yàn)得到的不同長徑比下軸的最大變形量保持柔性軸的長徑比及其他條件恒定，柔性
8、軸的序號１２３４５最大變形量不會受到其直徑與長度的變化的影響，而長度（ｍｍ）４５０４５０４５０４５０４５０柔性軸的長徑比這一幾何因素卻對其最大變形量產(chǎn)生直徑（ｍｍ）２１．４２０．５１９．６１８．８１８很大影響，柔性軸變形量的最大值隨著長徑比的增大長徑比２１２２２３２４２５而增大。這一理論為柔性軸加工誤差
