双进给珩磨头的结构轻量化初步研究

【摘要】大型船用柴油机用数控珩磨机是装备制造业的重要设备之一,高档数控珩磨机,对提高大型高精度珩磨机的加工精度和加工效率有着深远意义。珩磨头作为珩磨机的工具部件,其结构与重量对珩磨机性能和特性有直接影响,高精度珩磨加工,可有效缩短发动机的跑合时间,减少能量消耗,降低尾气排放并提高设备的可靠性。大型珩磨头体积大、质量大,尤其在上下往复运动的高速换向时,珩磨头的自重以及换向时的惯性严重影响珩磨加工,因此,轻量化是珩磨头优化设计时的重要内容之一。因此,本文在分析珩磨头结构、性能特性的基础上,对大型船用柴油机用珩磨头采取轻量化设计可以提高大型珩磨头的珩磨加工性能和珩磨加工质量。以直径Φ450mm的高精度双进给珩磨头为研究对象,进行结构轻量化初步研究,主要工作包括：1)通过Pro/E软件和ANSYS软件建立大型珩磨头的有限元分析模型,并计算得到各部件占总体结构的比重。2)建立珩磨头的静力学分析模型,给主要加工零件加载稳定载荷,得出主要静态性能分析结果,及其随稳定载荷的变化趋势。3)在对双进给珩磨头主要零件的受力以及约束条件分析基础上,确定轻量化设计的重点。再对主要零件磨头体、粗珩油石座、大锥体进行轻量化设计,对比分析计算优化后的结构,给出优化方案,并得出双进给珩磨头轻量化结构。4)对静态分析得出的优化前后的整体模型进行了模态分析,得出了各频率下的振动位移图,并对优化前后的珩磨头整体结构进行对比,在保证珩磨头刚度和强度的基础上有效降低了珩磨头的质量,减小了惯性,验证了轻量化的可行性。研究得出切除珩磨头的多余材料才可能保证加工的稳定性,同时还能降低加工成本。
【作者】魏孔元；
【导师】侯运丰；
【作者基本信息】兰州理工大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】双进给珩磨头；ANSYS；静态分析；模态分析；轻量化；

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