大型双进给珩磨头磨头体的拓扑优化.pdf

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1、第7期组合机床与自动化加工技术No．72015年7月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJu1．2015文章编号：1001—2265(2015)07—0026—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．07．008大型双进给珩磨头磨头体的拓扑优化术侯运丰，张龙波，廖秋岩(兰州理工大学a．数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室；b．机电工程学院，兰州73o050摘要：大型双进给珩磨头具有结构复杂、体积大、质量大的特

2、点，其自身重量对珩磨加工精度有重要影响。以加工直径为tMOOmm的双进给珩磨头作为研究对象，使用SolidWorks软件建模，采用AN—SYS软件对其进行静力学分析，并根据分析结果使用拓扑优化对磨头体进行结构优化。结果表明，在保证加工精度的同时磨头体质量减轻了3．89kg，为大孔径珩磨机装备优化提供参考。关键词：珩磨头；磨头体；拓扑优化中图分类号：TH16；TG580．67文献标识码：ATopologicalOptimizationofGrindingHeadofLargeDoubleFeedHoning

3、HeadHOUYun．feng一，ZHANGLong-bo一，LIAOQiu—yan’(a．DigitalManufacturingTechnologyandtheApplicationoftheMinistryofEducationKeyLaboratory；b．Me—chanicalandElectricalEngineeringCollege，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)Abstract：Largedouble—feedhoni

4、ngheadhasacomplexstructure，largevolume，highqualityfeatures，itsownweighthasasignificantimpactonhoningmachimngaccuracy．Inprocessing#~400mmdualfeedhoningheadastheresearchobject，usingSolidWorkssoftwaremodeling，usingANSYSsoftware，itsstaticanaly—sis，andtheuseof

5、topologyoptimizationbasedontheanalysiscarriedoutonthegrindingbodystructureop—timized．Theresultsshowedthatensureprecisiongrindingbodymasswhilereducing3．89kg，providearef-erenceforlargediameterhoningmachinesandequipmentoptimization．Keywords：honinghead；grindi

6、nghead；topologicaloptimization质量。0引言近年来也有不少对切削工具分析优化的例子，如珩磨作为一种磨削加工的特殊形式，是指采用一王宏亮等以深孑L镗刀作为研究对象，通过分析其运组装配在珩磨头体上的油石，给油石沿径向对工件施动过程和受力情况，设计出满足工作要求的刀具；韩伟加一定的压力，并通过旋转运动和往复运动进行加工锋等对盾构刀盘进行结构应力应变分析，重新配置的精密加工方法”。对于加工直径为~400mm的双进刀盘设计参数，从而使其在满足整体安全性能的前提给珩磨头，通过测量可知珩磨头

7、质量为149．34kg，磨下，提高材料的使用率，减轻了刀盘的质量。本文基于头体的质量为68．52kg，磨头体的质量占珩磨头质量ANSYS有限元法，应用拓扑优化对加工直径为的45．88％。磨头体作为连接传动轴及支撑整个珩磨4~400mm的双进给珩磨头进行分析与优化，为大型双头零件的工件，同时引导油石座径向涨出并起支撑和进给珩磨头的结构优化提供一定的参考。导向的作用，在加工过程中主要受自身重力和承受油1珩磨头工况及载荷计算石所受的轴向珩磨力，相对受力较小，因此将磨头体作为珩磨头结构优化轻量化的首选零件。在大功

8、率船用1．1工况分析柴油发动机缸套加工过程中，珩磨头在主轴带动下做在珩磨加工过程中主轴带动珩磨头在孔内做旋转高速旋转运动的同时做上下的往复运动，换向时大质运动，同时珩磨头做直线往复运动。如图1所示为大量的珩磨头及其惯性会对珩磨机主轴产生冲击，进而型双进给珩磨头的结构剖面图，在运动过程中，由活塞影响到珩磨网纹质量，因此，在珩磨头设计时，应考虑杆推动珩磨头上的顶杆，使锥体下移涨开油石座进行在保证结构强度和功能的前提下，尽量减小珩磨