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胀套芯轴材料、结构不能满足加工?改进一下!

本文摘要:铝合金电机壳使用痰套芯轴夹具展开加工,由于材料及结构上的特殊性,痰套自身不存在问题,无法超过用于拒绝,因此必须对痰套展开改良。痰套芯轴夹具结构痰套芯轴夹具结构如图1右图。 夹具主体左端通过过渡性盘与机床主轴相连,右端相连锥度芯轴。拉杆部分穿越主轴通孔,左端与油缸相连,右端通过三个导向套与痰套相连在一起。夹具右端为导向部分,外圆为圆锥体,便利工件装夹。 轴向定位部分为独立国家液压结构,通过活塞张开,构建工件的轴向定位。

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铝合金电机壳使用痰套芯轴夹具展开加工,由于材料及结构上的特殊性,痰套自身不存在问题,无法超过用于拒绝,因此必须对痰套展开改良。痰套芯轴夹具结构痰套芯轴夹具结构如图1右图。

夹具主体左端通过过渡性盘与机床主轴相连,右端相连锥度芯轴。拉杆部分穿越主轴通孔,左端与油缸相连,右端通过三个导向套与痰套相连在一起。夹具右端为导向部分,外圆为圆锥体,便利工件装夹。

轴向定位部分为独立国家液压结构,通过活塞张开,构建工件的轴向定位。图1痰套芯轴夹具结构痰套芯轴夹具原理痰套芯轴夹具的工作原理如下:大自然状态下,痰套不不受外力作用,直径尺寸额大于定子内孔尺寸;正处于工作状态时,轴向定位部分在液压起到下张开至工作方位,将电机壳及定子一起跳入痰套芯轴夹具中,以后认识到轴向定位部分为止;之后在液压起到下,拉杆拖痰套向左移动,痰套在锥体起到下构建弹性变形,从而痰凸工件;此时,轴向定位部分在液压偏移驱动下偏移撤回油缸内,刀具才可按照加工轨迹构建对电机壳两端面和两端止口的加工。不存在问题由于痰套的材料及结构特性,痰套芯轴夹具在用于之后不会经常出现一些问题,如加工工件同轴度超差,无法符合用于拒绝。

经过检查找到,痰套芯轴夹具自身不存在问题,主要是痰套刚性很差,在大自然状态下由于不受重力影响,就早已超差1.5mm左右,进而使胀套芯轴夹具无法超过用于拒绝。由此可见,必须对痰套展开改良。结构分析及改良1.拒绝针对痰套芯轴夹具经常出现的问题,对痰套展开分析,明确提出三点拒绝:(1)确保痰套在大自然状态下无法产生过大的变形,确保其刚性;(2)确保工件的同轴度超过拒绝;(3)对痰套芯轴夹具的用于、防水展开明确解释,避免痰套芯轴夹具损毁。2.大自然状态下有限元分析由于弹性材料自身的特殊性,很难根据经验辨别变形量的大小,因此应用于有限元分析软件对痰套展开大自然状态及受力情况下的仿真分析,协助确认结构的合理性。

应用于SolidWorks软件对原先痰套展开三维建模,材料为65Mn,展开静形变分析。自由选择相连零部件认识且无法击穿,约束为相同几何体,外部载荷只不受重力起到。

分解曲率网格,网格大小设置为20mm,大于网格大小设置为4mm。运营分解结果,痰套变形云图如图2右图,实物如图3右图。对于痰套不受自身重力而产生的变形,数据表明仅次于变形量产生于头部深色区域,为1.524mm。

与痰套实际变形量展开对比,情况基本吻合。图2痰套实物图3痰套变形云图3.结构改良痰套偏移较小的主要原因是自身重力过大,开槽尺寸过大,造成弹性变形处较为脆弱。回应,展开了四步改良,并在每一步改良后展开受力分析。

第一步,痰套前端减少止口,用作增大自身重力。同时增大开槽尺寸,大槽尺寸由25mm改回5mm,小槽尺寸由6mm改回2mm。第二步,大槽处内部空刀由Φ107mm改回Φ97mm。

第三步,大槽及空刀后脚35mm。第四步,大槽及空刀再行后脚5mm,并使大槽长度增大5mm。改良后胀套的变形云图如图4右图,变形量依序增大,最后超过所拒绝的尺寸范围。

图4改良后胀套变形云图4.受力分析及夹紧力计算出来痰套受力分析如图5右图。对于痰套在拉力起到下的受力,可以按照斜楔式夹紧的原理来分析。图5中,P为痰套当是的拉力,Q为工件产生的夹紧力,f为锥度芯轴与痰套之间的摩擦力,N为锥度芯轴的反作用力。根据夹紧力分析,有:式中:α为1/2痰套圆锥角;φ1为痰套与锥度芯轴之间的摩擦角图5痰套受力分析痰套芯轴夹具的痰套圆锥角为16°,则α为8°。

假设痰套与锥度芯轴之间的摩擦因数μ大约为0.2,根据摩擦力公式μ=tanφ1,发售φ1为11.3°。根据经验对痰套产生15kN的拉力,则工件所产生的夹紧力Q大约为42kN。5.工作状态下有限元分析痰套在30kN拉力起到下的形变云图如图6右图。由图6可见,痰套仅次于形变主要产生于大槽根部方位处,这与形变在尖角、圆孔处更容易产生应力集中的原理是完全一致的。

材料65Mn的屈服应力为430MPa,考虑到痰套的使用寿命、疲劳强度及可靠性等拒绝,所取安全性因数为2,则痰套的许用形变为215MPa。


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