大型筒節(jié)車削系統(tǒng)關(guān)鍵部件變形與振動仿真.pdf

1、大型焊接筒節(jié)制造技術(shù)是核電設(shè)備、石油化工設(shè)備及煤化工設(shè)備等裝備制造領(lǐng)域中必須解決的關(guān)鍵技術(shù)。大型焊接筒節(jié)具有外徑大、高度高、總重量大等特點。在焊接和機械加工過程中，由于焊接殘余應(yīng)力的存在、筒節(jié)材料彈性變形的不穩(wěn)定回彈、切削不同硬度分布區(qū)域產(chǎn)生的動態(tài)切削力、大的刀具懸伸量等加工條件都容易使加工系統(tǒng)產(chǎn)生過大的變形和振動，進而影響筒節(jié)的加工質(zhì)量和精度。本文以大型焊接筒節(jié)內(nèi)環(huán)槽的加工為例，對系統(tǒng)關(guān)鍵部件的形變和振動進行分析研究。
　　

2、綜合分析了國內(nèi)外對大型焊接筒節(jié)加工和仿真的研究現(xiàn)狀。在對大型核電筒節(jié)材料F4E-AP101鋼進行了材料特性分析基礎(chǔ)上，對加工大型焊接筒節(jié)過程中影響加工變形和振動的因素進行了深入分析。
　　 利用UG軟件，對筒節(jié)加工使用的大型立式車床結(jié)構(gòu)進行簡化建模，針對刀架系統(tǒng)、機床中心立柱、機床工作臺、筒節(jié)夾具等關(guān)鍵部件進行了結(jié)構(gòu)分析。利用ANSYS仿真平臺，對加工過程中立式車床系統(tǒng)的刀架、刀具和筒節(jié)等部件進行變形分析，根據(jù)分析結(jié)果評價這些部

3、件的變形程度及影響因素，獲得減小加工變形的優(yōu)化加工條件，優(yōu)化的加工條件為實際生產(chǎn)提供借鑒。對刀架和筒節(jié)等部件進行了動力學(xué)模態(tài)分析和響應(yīng)分析，為評價系統(tǒng)關(guān)鍵部件的動態(tài)特性，尤其是避免共振發(fā)生提供理論支持。
　　 在系統(tǒng)關(guān)鍵部件形變分析和動力特性分析的基礎(chǔ)上，確定整個加工系統(tǒng)的主振系統(tǒng)，依據(jù)機械振動理論建立車削系統(tǒng)的動力學(xué)方程和加工穩(wěn)定區(qū)域判定方程，通過MATLAB仿真獲得了各主要因素對切削穩(wěn)定性的影響曲線，分析獲得了有利于保證系統(tǒng)