薄壁零件夹持变形与装夹方法的改进分析

１ 引 言
薄 壁零 件 的精 密加 工历 来是 机 加工 的难题 之一 。 在 对 零 件 的尺 寸及 形位 精 度要求 较 高 的情 况 下 ， 理 合 选 择 装 夹 方 式 对 薄 壁 零 件 的 加 工 精 度 有 着 重 要 影 响 … 。笔 者 针 对 本 公 司 生 产 的薄 壁 套 类 零 件 ， 助 借 Ｓｍｕａｉ ｉ ｌｔｎ软 件 和最 ｄ －乘 拟合 法分 析 薄壁 零 件 的变 ｏ ｘ 形 情 况 ， 讨减 小 薄壁 零 件装 夹变 形 的改进 方法 。 探
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图 １ 衬套零件 图 图 ２ 零件受力示意 图
２ １ 磨 削 力 的计 算 ．
为理论夹紧力 ， ； Ｎ Ｆ 为径向磨削力 ， ； ， Ｎ Ｆ 为离心力 ， Ｎ； 为工 件 的质 量 ，ｇ 几为工件 转 速 ； 夹为 夹 紧力 ， ｋ； Ｆ Ｎ； 为安全 系数 ， １ ７ ｋ 取 ．。
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｔ ｉ ａｔｃｅ ，ｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ｔ ｎ ｏ ｉ － ｌ ｄ ｐ ｒ ａ ｓ ｄ ｂ ｉ ｅ ｅ ｔ ｌ ｍｐ ｎ ｔ ｏ ｓ ａｅ ａ ａｙ ｅ ｎ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｈ ｓ ｒ ｌ ｉ ｈ ｅ ｏ ｍａｉ ｆ ｈｎ ｗａｌ ａ ｔ ｃ ｕ ｅ ｙ ｄ ｆ ｒ ｎ ａ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ ｒ ｎ ｚ ｄ ｉ ｎ ｉ ｇ ｏ ｔ ｅ ｓ ｆ ｃ ｌ ｄｎ
为使 零 件在 磨削 时不 发生 滑 动 ， 擦 力 厂要 大 于 摩
２ 夹 紧 力 的分 析 与 计 算
分 析 的零 件 如 图 ｌ所 示 。衬 套 类 的 薄 壁零 件 刚 度差 ， 在加 工 时极 易 变形 ， 得零件 的形 位误 差增 大 。 使
等于切 向磨削力 Ｆ 。磨削过程 中， 向磨削力 Ｆ 与 径 离心 力 Ｆ 会 削 弱夹 紧力 的效果 ， 图 ２所 示 。 ｌ 如 为此 ， 建立 平衡 方程 ：
Ｆ ｘ ａ ｆ Ｒ＝ ￣ ￣ ￣ Ｒ＝ ｘｘ ａ Ｆ ｔ Ｒ ｘ
Ｆ＝ ｊＦ 一 １ Ｆ— Ｆ
（） ３
（） ４
Ｍ× ） Ｒ （
（ ５ ）
Ｆ 夹＝ （） ６ 式 中 为 卡爪 与 工件 之 间 的摩 擦 力 ， Ｆ 为 切 向磨 Ｎ；
削 力 ， 尺为工 件 的半径 ， 口为卡 爪 数 量 ； 为摩 擦 Ｎ； ｍ； 系数 ； Ｆ为摩 擦 的正 压 力 或 夹 具 的当 量 夹 紧 力 ， Ｆ Ｎ； ｊ
关键词 ： 薄壁零件 ； 有限元 ； 最小二 乘法
中图分类号 ：Ｈ１３ Ｔ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：Ｏ７ ４ ｌ （ ０２ ０ — ｏ ６ ｏ １ｏ — ４４ ２ １ ）２ ０２ 一 ２
Ｉ ｐｒ ｖ ｍｅ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｌ ｍｌｉ ｅ ｈｏ ｓ ａ ｆ ｒ ａ ｉｎ ｆｔ ｉ ｍ ｏ ｅ ｎｔａ ａ ｙ ｉ ｆｃ ａ ｐ ｎｇ ｍ ｔ ｄ ｎｄ ｄｅ ｏ ｍ ｔｏ ｏ ｈ ｎ－ｗａｉｅ ａ ｔ ｌｄ ｐ ｒｓ
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ｇ ｅ ｔ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｃ ａ ｉ ｇ ｄ ｆ ｒ ａ ｉｎ ｏ ａ ｔ ． ｒ ａ ｙ ｒ ｄ ｃ ｈ ｌ ｍｐ ｎ ｅｏ ｌ ｍ ｔ ｆｐ ｒｓ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ｎ ｗａ ｅ ａｔ ； ｎ ｔ ｌｍｅ ｔ ｅ ｓ ｑ ａｅ ｔ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ：ｔ ｉ － ｌ ｄ ｐ ｒ ｆ ｉ ｅ ｅ ｎ ；ｌ ａ ｔ ｕ ｒ ｓ ｍｅｈ ｌ ｓｉ ｅ ｓ ｄ
研究 与分析
２２ 第２ （ 第１ 期）・ 械 研 究 与 应 用 ・ ０年 期 总 １ １ ８ 机
薄 壁 零wenku.baidu.com件 夹 持 变 形 与 装 夹 方 法 的 改进 分 析
谢 萍 ，彭克 立 ，吴 耀
（ 大 海捷 制 造 技 术 有 限 公 司 ， 南 长 沙 ４ ０ ０ ） 湖 湖 １２ ５
摘
要 ： 对薄壁套零件在磨 削加 工 中不 同装 夹方法 引起 的 变形 进行 了受力分 析 ， 针 建立 了磨 削加 工的 力学模 型及有 限元 分析模型 ， 运用最小二乘拟合 法得 出最后 的 圆度 和尺寸误 差 ， 并与 实测数据进 行对 比 ， 结果显 示采 用轴 向 夹紧可 大大减 小零件 的 夹持 变形。
径 向进 给量 ， 此处取 ０ Ｏ ５ ｍ 为轴 向进 给速 度 ， ．０ ｍ 取 ３ ／ ｉ ； 为工件 速度 ， １ ｍ ｍ ｎ ｍ ｍｎ 口 取 ８ ／ ｉ。 带 入式 （ ） （ ） Ｆ ＝ ５ ４ Ｆ ＝１ ３ ４ １ 、 ２ 得 ７ ． Ｎ， ７ ． Ｎ。 ２ ２ 夹紧 力计算 ．
ｐ ｏ ｅ ｓ ｈ ｃ ａ ｉ ａ ｄ ｌａ ｄ ｆ ｉ ｌｍｅ ｔａ ａｙ ｉ ｍｏ ｅ ｆ ｒ ｄｎ ｒ ｓａ ｌ ｈ ｄ，ｔ ｅ ｒｕ ｄ ｅ ｓ ａ ｄ ｓｚ ｒｏ ｒ ｒ ｃ ｓ ，ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｍｏ ｅ ｎ ｎ ｔ ｅｅ ｎ ｎ ｌ ｓ ｄ ｌｏ ｉ ｉ ｇ ａ ｅｅ ｔｂ ｉ ｅ ｉ ｅ ｓ ｇｎ ｓ ｈ ｏ ｎ ｎ ｓ ｎ ｉｅ ｅｒ ｒａｅ