【doc】摆动辗压机在摆动辗压过程中摆头上任一点的速度分析

【doc】摆动辗压机在摆动辗压过程中摆头上任一点的速度 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 摆动辗压机在摆动辗压过程中摆头上任一 点的速度分析 , 十 1996年第z期鞍钢技术 研究与讨论 摆动辗压机在摆动辗压过程 中摆头上任一点的速度分析 , 兴 (鞍钢职工工学院) 广卜详细分析了在有限转装置和无限转装置两种情况F,摆动辗压过程中摆头上 任一 的速度情况.井给出了理论公式和分布曲线图,为进一步研究摆辗变形的速度场问 题提供 丁必要的理论基础. 关键词. 塑盘箍匡{墨量连垦分析;啦 摆动辗压是一种新型的金属塑性成型工 艺,其主要优点为省力,产品质量好,成型 极限高,能成型一般方法所难以成型的薄盘 类零件,劳动环境好,投资少,能耗低,效 益高及易实现机械化和自动化等.因此,摆 动辗压成型的应用愈来愈广泛,尤其是7O年 代以来,由于世界各国对消除公害,保护环 境及节约能源的重视,作为无噪音锻造的摆 动辗压技术更加引起了人们的普遍关注,对 摆动辗压技术进行研究及推广应用的浪潮在 全球兴起.我国在摆动辗压机的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 制造,摆 辗工艺的应用及摆辗理论的研究等方面都走 在世界的前列,取得了令世界同行惊讶的成 就"". 到目前为止,世界各国对摆动辗压理论 的研究已取得了很大的进展,如接触面积率 的计算,变形力的计算及应力应变理论分析 等.但同时也存在一些基本问题有待于进一 步研究加以解决,如摆辗不均匀变形的规律 和工件内质点速度场理论等问题.本文对摆 动辗压过程中摆头上任一点的速度就有限转 装置和无限转装置两种情况分别进行了详细 分析,给出了理论公式,为进一步研究摆辗 变形的速度场提供了必要的理论基础.莆颦 对摆辗理论的发展能起一定的推动作用. 1摆头的运动分析 建立坐标系,如图1所示.在摆辗过程 中,摆头一方面在主轴驱动下绕轴转动 (公转),一方面绕自身轴线o0转动(自转. 则摆头上任一点的运动就是该两种运动的合 成. 设摆头 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面上任一点,其在圆柱坐标 系中的坐标为(r,口,z).如图l中,M.一 图1摆辗原理与几何关系 hMoA一,"M=+oA与212轴重台.且 为该摆头锥模与工件瞬时接触的最低母 线. 由参考文献:知,摆头上M点坐标与 r,0坐标的关系为: /c受I1二! ctgy1 由于摆辗机的摆角很小+一般y<10.. 故ctgT>>1.而max(sing)一.则式1可" 简化为: z—tgT(1-cosO)r(2) 从图l可以看出有如下几何关系; N—rsing MN=/丽日面i 一.一 "-r.sin(3) 在摆动辗压过程中,摆头自身轴线上的 0点要绕机身轴线(即轴)做圆周运动.其 角速度即为机器主轴的角速度,故0点的 线速度为; n一0.0' 00一oOsinT=0Msiny 一 .+rsin7 即:m一/一,siny(4) 2无限转装置时摆头 表面上任一点的速度 当摆头绕自身轴线转动没有受到限制 时,可以假定摆头锥模在工件表面上绕oA 轴做纯滚动.滚动角速度为,则(-'籁 速度为: 口.一0B一03椰COs7 一酣v/'_r:sinYcos? 由式4+5等价可得: ,}g,']. 列于摆头表面上任点肘.可求iI绕 oA辅转动的线速度为: t-hJ=-??"-tg7,:一,L一- 在商角坐标系中.?的速度l_l_, 标轴方向的分量如图2a所示.各速度丹1l 表示为: 1I=一(- 口一Msin6v=~ztg7 t-一.MCosO一wrtgTsinO:-' 在圆柱坐标系中+M点的速度存t 标方向上分解的水平投影如图2b所示.行建 度分量的几何关系为: 一cosgv~inO=0 一. sinO+v~cosO=coztg7(9, 将式8,9化简并且将式2代入可得: 一wr~g}'sinO =wrtg(1一cosO)sinO "U0一wrtg7(1一cosO)cosO(10) 上式即为无限转装置时摆头上任一点的 速度分量与坐标的关系+绘出的速摩舒布曲 线如图3所示. 图2速度的分解 t, ? b 鞍钢技术 8 : 三三 鼍0 : 厂 圈3无限转装置时摆头上的速度分布曲线 3有限转装置时摆头表 面上任一点的速度 目前对限转装置所起作用的认识'存 在两种观点:一是当主轴转动一周时,摆头 锥面在工件表面上也滚动一周,但由于锥模 相对于主轴倾斜一1,y角,故锥模在工件上 转一周所走过的弧长相对于工件周长有一滞 后量,该滞后量为: ?Z一2R(1一cosY) 式中:R——工件半径. 而限转装置的作用就是人为地强追摆头 在主轴回转一周的同时,将工件也辗压一周. 从而消除了整个}{I}后量.这样,摆辗过程中 摆头和工件间产生的切向相对滑动较大. 另一种观点是,限转装置的作用并不是 人为地消除这个滞后量,而是要人为地保持 这个滞后量在辗压过程中不变化. 本文倾向于前者,认为当有限转装置时. 摆头与工件接触的最低母线在切线方向与工 件有相对滑动存在.摆头不再是相对于工件 做纯滚动,oA轴也不再是瞬时转动轴了假 定此时滞后量的消除是均匀地分配在整个运 动过程中的每一瞬间,摆头做纯滚动时相对 于工件的滞后角度为: ?一2(COS) 摆头运动的周期为: T==2/ 则摆头锥面在回转平面f:相对于工泔 动的平均角速度为: ?"一AO/T=(1一Cosy)I11) 此时摆头上任一点的运动速腰-可由 运动的合成来求出,如图{所示 圈4有限转装置时速度的合成 M点相对于?点的速度与无限转装 置摆头做纯滚动时"点相对于?点的速度 相同.由式7得: 口M一tgy+rsin0 而牵连点?的速度为: M一.N一?t1,cosY)cosO 由速度合成可得: 一口+口M一2vKMCOS(9O.--0 将,M及sing—MM/?代入上式 化简可得; 一/[c1__丽 (12) 由于方向与轴垂直,故M点速度 与z轴方向的分量仍与无限转装置时相同. 即:一o~rtg7sinO 通过速度的分解.同样可得出圆柱标 系中沿三个坐标轴方向的速度分量: 口:=~rtgYsin0 一r【(1一COSY—tgY]cosO~tgsin0 : [(1一cos7一tgY)cosO+tgY~cosOf13) 上式即为有限转装置时摆头表面上任一 46 点的速度分量表达式.绘出的速度分布曲线 如图5所示 . 八 . 图-5有限转装置时摆头上的速度分布曲线 4摆头表面速度分布对 工件变形特征的影响 (1)垂直方向速度分量. 由上述分析可知,不论有否限转装置, 都随角按正弦规律变化,且的方向在 一 180.处发生转折,可预料,这一速度的转 折将使工件的变形流动状态也不可避免地有 较明显的变化.在o.,180.间+方向向下. 摆头对工件进行积极的压下;在180.,360. 间,;方向向上,摆头对工件的辗压并非积 极主动地进行,而是被动地由进给运动使工 件压在摆头上.这样,由于7J方向的转折.势 必要引起接触变形区域表面上压力分布也发 生变化.若在180.,360.问,某一区域的 等于进给速度,该区域的接触压力将为零. (2)切向速度分量. 由图3.5可以看出,不管是否有限转装 置存在,o方向的变化规律是一致的,即,在 轴右侧(一o.,90.,270.,360.),d方向 与摆头回转方向一致,且速度值较小;在轴 左侧(=90.,270.),方向与摆头回转方 向相反.速度值较大.正是由于这.变 化,使得工件与摆头间的相对逛动天系'雀 随之而变化,进一步可能影啊到接触变} 域内的摩擦力的分布规律 (3)径向速度分量 由图3,5可以看出,在z轴方: O.,180).为正,即指向工件边沿方?; 轴下方(=18O.,360).为负.即指同 工件中心摆辗过程中.由于的这分布 规律.将会直接影响到接触变形医域唪擦 力的分布规律. (4)工件与摆头间相对运动分析 工件接触变形区表面与摆动锥模存辅 方向上没有相对运动,否则.两者之问就会 产生问隙或工件质点挤入摆头内部.这显然 是不可能的故工件与摆头的接触点在垂卣 方向上的速度应该与摆头表面点的速度的垂 直分量相等. 无论有否限转装置,在Y轴左边(0--?0. , 270.)的大部分区域内.7)0>,,故可判断. 在该部分区域内,摆头与工件间的相对运动 可能是径向相对运动为主;而当有限转装 置时,在整个接触区域上,工件与摆头之间 的切向相对运动则不容忽视 参考文献 1裴兴华厨僖成王仲仁拽国摆动辗压事业的拄屉中 国机槭工程学会第三届摆动辗压学术会议宣读论芟 1983. z王钟仁从国际回转加工会议看连续局部成型技术 筮餍趋势.全国首届锻压连续局部成型应用技术空漉会论 文.i984. 3侯华姓摆动辗压几十基车l可题的理论丑实验研竞 啥尔演工业大学硬士论文】987. 4泉勉学.摆动鞭压的限转装置.锻压技术l9雒 Vo1.7.?4. 5刘渭发捏头定点轨迹且防转机均等问题的卡习步探讨 镀压技术.1g81,Vo1.6.-~P--6. 6樊伟惟.摆辗中}糌后且运动壮志的进一步探讨( 1】. (编辑孙承方)