学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

异形孔加工系统的设计及补偿方法研究

作　者: 孙德永
导　师: 郝长中
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 异形孔稀土超磁致伸缩材料微进给补偿
分类号: TG53
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 39次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着科技发展，异形孔的加工和应用受到更多的关注，发动机活塞异形销孔的应用尤为突出。将活塞销孔由普通圆柱孔改变成异形孔，不仅可以提高活塞寿命，更能提高发动机的性能。但是异形孔结构的特殊性，决定了其加工设备与传统设备的不同。本文为了较好地进行活塞异形销孔加工，提出一种新型径向微进给结构，并结合镗床对此机构进行实验与分析。此径向微进给机构充分利用稀土超磁致伸缩材料和弹性元件共同作用实现刀尖径向微位移进给，实现异形孔加工。首先，归纳当前异形孔加工原理和加工方法，对比国内外异形孔加工设备的优缺点，总结当前智能材料超磁致伸缩材料和压电元件的特性。在此基础上提出新型稀土超磁致伸缩微位移进给机构。通过针对性的试验和测试，得到稀土超磁致伸缩棒随电流变化曲线，并确定其线性工作范围。此外，还对驱动线圈的参数进行计算，并采用主动和被动相结合的控制方法对线圈的发热现象进行控制。其次，主要对于径向微位移进给机构进行整体结构设计，包括弹性机构的设计，静动压主轴的设计和选型，驱动线圈的计算及其固定机构的设计等。其中最关键的是对弹性机构中弹簧板的分析与优化，因为弹簧板的特性影响整个机构的整体径向位移放大，响应速度和寿命。并完成机构的动平衡试验。再次，针对整体机构的控制和补偿进行优化设计。加工控制方面，在沈阳贝特数控有限公司的活塞外圆加工控制的基础上，进行改进与提高。刀尖处位移补偿方面，主要通过电涡流位移传感器与反馈板相结合形成一个完整的闭合控制系统，达到对于位移实时补偿的效果，最终消除温度及其他因素造成的误差。并且通过改变输入程序，不仅实现控制活塞喇叭口销孔的加工，同时也可以加工椭圆销孔。最后，在温州大统活塞水泵有限公司的加工试验证明：此结构完全能够满足加工要求，一致性保证在3μm以内。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
目录  9-12
第1章绪论  12-23
  1.1 课题的来源及研究意义  12-14
  1.2 国内外异形孔加工系统研究现状及发展  14-18
    1.2.1 国内发展现状  14-17
    1.2.2 国外加工发展趋势  17-18
  1.3 超磁致伸缩执行器应用与研究概况  18-21
    1.3.1 超磁致伸缩材料发展  19-20
    1.3.2 稀土超磁致伸缩材料的开发及应用  20
    1.3.3 GMA设计理论研究的现状  20-21
  1.4 课题的研究内容  21-23
第2章超磁致伸缩材料的基本特性  23-33
  2.1 磁致伸缩原理  23-26
    2.1.1 磁致伸缩现象  23-24
    2.1.2 磁致伸缩机理  24-26
  2.2 超磁致伸缩材料的基本工作特性  26-32
    2.2.1 磁致伸缩特性  26-27
    2.2.2 能量转换性能  27-28
    2.2.3 磁致伸缩饱和现象  28-29
    2.2.4 机电藕合特性  29-30
    2.2.5 Δ E效应  30-31
    2.2.6 其它工作特性  31-32
  2.3 本章结论  32-33
第3章异形孔加工系统机构设计与计算  33-50
  3.1 异形孔加工径向微进给器整体结构和工作原理  33-37
    3.1.1 径向微进给器设计基本原理  33-34
    3.1.2 径向微进给器总体结构要求  34-35
    3.1.3 径向位移微进给器基本工作原理  35-37
  3.2 异形孔加工径向微进给器整体结构设计  37-49
    3.2.1 径向微进给器超磁致伸缩棒的设计计算和磁路设计  37-43
    3.2.2 微进给器机械结构设计  43-47
    3.2.3 冷却及温控系统  47-49
  3.3 本章结论  49-50
第4章有限元分析与动平衡试验  50-62
  4.1 微进给器弹簧板有限元分析与优化  50-58
    4.1.1 弹簧板的结构设计与应力分析  50-52
    4.1.2 弹簧板变形区域结构优化与分析  52-56
    4.1.3 弹簧板测试实验  56-57
    4.1.4 响应速度试验  57-58
  4.2 整体动平衡测试  58-61
    4.2.1 动平衡原理  58-60
    4.2.2 动平衡测试结果  60-61
  4.3 本章结论  61-62
第5章超磁致伸缩微进给器驱动系统的设计  62-69
  5.1 超磁致伸缩微进给器的驱动方式及要求  62-63
  5.2 恒流源的原理  63-64
  5.3 恒流源的设计  64-68
    5.3.1 主电源系统  65-66
    5.3.2 控制系统  66-68
  5.4 本章结论  68-69
第6章补偿方法研究及加工采样  69-84
  6.1 电涡流传感器参数  69
  6.2 补偿原理及意义  69-74
    6.2.1 补偿原理  69-70
    6.2.2 系统标定  70-74
  6.3 加工测试  74-83
    6.3.1 程序输入  74-76
    6.3.2 实际加工实验  76-78
    6.3.3 测量数据  78-82
    6.3.4 加工误差分析  82-83
  6.4 本章结论  83-84
结论  84-86
参考文献  86-90
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  90-91
致谢  91-92

异形孔加工系统的设计及补偿方法研究

内容摘要

全文目录

相似论文