硕士论文-曲轴螺孔加工工艺优化.pdf

⑧曲轴螺孔加工工艺优化申请同济大学工学硕士学位论文培养单位：机械工程学院一级学科：机械工程二级学科：机械制造及其自动化研究生：高莹指导教师：李沪曾教授、博导副指导教师：张书桥高级工程师吣耆虾Ｆ倒ひ悼萍挤⒄够鹣钅二二编号：摘要本文通过文献与现场调研概括了曲轴螺孔的加工要求及几种螺孔加工工艺方法的优缺点和适用场合结合汽车发动机厂的现场工况介绍了曲轴螺孔攻丝加工中常见的几种工艺缺陷包括螺纹烂牙、螺纹中径扩大和丝锥寿命短并分析其产生的原因及影响因素提出了消减缺陷的一般方法措施。通过回顾金属切削中正交切削模型和斜角切削模型结合丝锥结构特点及攻丝成形原理研究了攻丝过程中所产生的切削载荷包括攻丝扭矩、轴向力和径向力并通过离散化的数学分析方法将丝锥切削锥部沿轴向方向分为一系列单元刀具建立了攻丝力学模型推导出攻丝扭矩和轴向力的计算公式总结出具有复杂形状丝锥切削力模型的建模方法与步骤。论文重点研究了螺旋槽丝锥的攻丝特性及其几何参数对切削性能的影响基于最优设计原理建立了攻丝扭矩最小及轴向力为零的双目标非线性优化模进行了优化根据优化结果建立了丝锥的三维煨汀最后通过对丝锥优化前后的几何参数进行实验测试并对刀具涂层材料性能进行比较分析验证所得的优化结论为曲轴螺孔攻丝加工提高成品率、延长丝锥寿命提供参考性建议。关键词：曲轴攻丝力学模型几何参数优化型并利用软件对螺旋槽丝锥的几何参数尤其是丝锥容屑槽槽形百琯琩琣琣：甅瓵瑃琲瓹琯琧琧瑃曲轴螺孔加工工艺优化申请同济大学工学硕士学位论文培养单位：机械工程学院一级学科：机械工程二级学科：机械制造及其自动化研究生：高莹指导教师：李沪曾教授、博导副指导教师：张书桥高级工程师吣耆二二虾Ｆ倒ひ悼萍挤⒄够鹣钅编号：学位论文作者签名：链学位论文版权使用授权书年弓月．扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版并采用影印、缩印、本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的届本和电子版关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：角莹加年工日同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。第滦髀课题来源和意义本课题来源于同济大学现代制造技术研究所和上海某汽车发动机厂的合作曲轴是发动机的关键零件之一气缸内活塞的往复运动通过连杆传递到曲轴形成旋转运动再由曲轴输出扭矩驱动汽车行驶。曲轴端面有六个的通孔在曲轴的连杆颈端面有．的盲孔一个通孔两个。这些螺孔使曲轴一端连接齿轮和辅助系统的传动装置另一端与飞轮连接盘连接。因此曲轴螺孑柿康暮没担杂诜⒍陌踩诵泻驼柿科鹆酥匾W饔胠”。目前曲轴螺孔的加工主要采用攻丝的加工方法一旦发生丝锥折断、切削刃崩齿造成曲轴螺孔粗糙度差甚至烂牙等现象将会严重影响整个工件的质量甚至导致整个工件报废。该汽车发动机厂曲轴螺孔加工废品率为龋ィ宜孔兜氖倜较短一把丝锥一般只能够加工雎菘祝毒呦牧拷洗螅现刂圃了曲轴加工的效率与经济性。为了使废品率稳定地低于％且刀具寿命提高到稳定加工个螺孔以上需要分析造成曲轴螺孔加工质量缺陷的原因并结合实际提出具体解决办通过开展本项目研究需要降低废品率提高刀具的使用寿命就可以在利用该汽车发动机厂曲轴生产线现有基本设备不改变工艺流程和生产节拍的前提条件下增加产量和降低生产成本能够产生直接的经济效益。另一方面降低废品率可以节约原材料即自然资源提高产品质量和生产安全可靠性体现出企业较高的生产管理水平、对用户和劳动生产者负责的精神有利于提高企业的知名度和声誉、增强竞争能力。项目并由上海汽车工业科技发展基金会资助。法。这是本课题研究的中心任务。本课题的工作及研究任务根据以上的分析与合作双方的协议