基于离散元法的曲轴滚磨光整加工机理分析.pdf

《基于离散元法的曲轴滚磨光整加工机理分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、制造技术／工艺装备现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１５年第３期倡基于离散元法的曲轴滚磨光整加工机理分析田雨，李文辉（太原理工大学机械工程学院，太原０３００２４）摘要：提出一种曲轴滚磨光整加工工艺。将离散元法应用于曲轴滚磨光整加工分析，通过三维ＥＤＥＭ软件建立曲轴滚磨光整加工动态模型，对料箱内磨料颗粒系统的运动过程进行可视化仿真。通过分析加工过程中磨料颗粒的位置、速度以及磨料颗粒对曲轴的接触力，探讨同一周期内不同位置磨料颗粒系统速度场分布对加工效果的影响，分析磨料颗粒系统平均速度随加工时间变化的规律，研究磨料颗粒系统与曲轴之间的平均接触力，这对于提

2、高曲轴滚磨光整加工技术具有积极的意义。关键词：滚磨光整加工；曲轴；离散元法；仿真中图分类号：ＴＧ７４＋９文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１５）０３—００７９—０５CrankshaftbarrelfinishingmechanismanalysisbasedonthediscreteelementmethodＴｉａｎＹｕ，ＬｉＷｅｎｈｕｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｎｏｗ，ｃｒａｎｋｓｈａｆｔｂａｒｒｅｌｆｉｎｉｓｈｉｎｇｔｅｃ

3、ｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｗｅｌｌｕｓｅｄ，ｂｕｔｓｔｕｄｙｏｎｌｙｆｏｃｕｓｅｄｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ａｎｄｋｎｏｗｌｅｄｇｅｏｆｉｔｓｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋｏｆｃｒａｎｋｓｈａｆｔｂａｒｒｅｌｆｉｎ-ｉｓｈｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｆｏｒｔｈｉｓｒｅａｓｏｎ，ｔｈｅｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏａｎａｌｙｓｅｔｈｅｃｒａｎｋｓｈａｆｔｂａｒｒｅｌｆｉｎｉｓｈｉｎｇ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｖｉｓｕａｌｌｙｓｉｍｕ

4、ｌａｔｅｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｙｓｔｅｍｉｎｓｉｄｅｔｈｅｗｏｒｋｂｉｎ，ｃｒａｎｋｓｈａｆｔｂａｒｒｅｌｆｉｎｉｓｈｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｉｓｂｕｉｌｔｂｙｕｓｉｎｇｔｈｒｅｅ-ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｏｆｔｗａｒｅＥＤＥＭ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｐａｒｔｉｃｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｖｅｌｏｃｉｔｙｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｃｏｎｔａｃｔｆｏｒｃｅｏｆｔｈｅｃｒａｎｋｓｈａｆｔ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｃａｔｉｏｎｓｐａｒｔｉｃｌｅｖｅｌｏｃｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎｔｈｅｓ

5、ａｍｅｃｙｃｌｅｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｔｈｅｌａｗｔｈａｔａｖｅｒａｇｅｓｐｅｅｄｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｙｓｔｅｍｃｈａｎｇｅｓｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｉｍｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｃｏｎｔａｃｔｆｏｒｃｅｂｅｔｗｅｅｎｐａｒｔｉｃｌｅｓｙｓｔｅｍａｎｄｃｒａｎｋｓｈａｆｔｉｓｓｔｕｄｉｅｄ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｕｌｄｂｅｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｃｒａｎｋｓｈａｆｔｂａｒｒｅｌｆｉｎｉｓｈｉｎｇ．Keywor

6、ds：ｂａｒｒｅｌｆｉｎｉｓｈｉｎｇ；ｃｒａｎｋｓｈａｆｔ；ｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ复运动驱动机构４的带动下，做一定幅度和频率的往０引言复直线运动，两者的综合运动使磨料颗粒与工件之间曲轴是发动机中最重要、最关键的零件之一，目产生一定的相对运动速度和作用力，以此实现对工件［１］前国内主要采用砂带抛光和手工钢刷去毛刺的方法的去毛刺和各表面的一次性光整加工。对其进行光整，而砂带抛光机和砂带均依赖进口，价长期以来，人们对曲轴滚磨光整加工技术的研究格昂贵，且该方法只能加工轴颈表面，其他非主要作只侧重于工艺实验，对其加工机理缺乏深入研究，而用面得不到加工，故加工质量

7、、效率均不理想。本文加工过程中磨料颗粒的运动是自由无规则的，采用传提出曲轴类零件表面光整加工的新工艺，通过开发的统理论很难实现定量研究，这在很大程度上已经成为卧式主轴式曲轴滚磨光整加工装置来实现，其原理简曲轴滚磨光整加工研究的瓶颈。为此，本文引入离散图见图１。加工时，曲轴类工件２在传动部件１的带元法对加工过程中的磨料颗粒的运动进行实时跟踪，动下做正反回转运动，装有磨料颗粒３的料箱５在往通过数值模拟