工件在夾持過程中會(huì)產(chǎn)生何種程度的變形薇正？那一種夾持方案可以確保工件維持原有尺寸？現(xiàn)有的夾持器械如何可以得到最佳的運(yùn)用囚衔？對(duì)于此類問題挖腰，虛擬加工將可給出有價(jià)值的答案。

　　很多人都曾經(jīng)歷過超大部件和超大尺度系統(tǒng)的加工练湿，那時(shí)的設(shè)計(jì)人員大多重視安全系數(shù)场时，但今天，安全系數(shù)并不再作為設(shè)計(jì)是否優(yōu)良的唯一評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)谴疾。為了保持全球競爭力强进，研發(fā)和設(shè)計(jì)人員所面臨的要求更多——他們必須縮短設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)間，降低重量和節(jié)約能源昭怕，同時(shí)提高部件和整個(gè)系統(tǒng)的精度袱族、耐用性和使用壽命服驼，降低將來的維護(hù)費(fèi)用等。模擬可以提供有價(jià)值的結(jié)果：在研發(fā)階段渔舵，即在制造第一臺(tái)試驗(yàn)樣機(jī)之前鹅唠，可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬，看部件在加工狀態(tài)下的表現(xiàn)如何脉鼻。

　　對(duì)大尺寸薄壁或特別復(fù)雜工件的精確加工往往是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)叔寓。一方面夾持力不得超過一定的限度，以免工件發(fā)生變形或損壞度姑，另一方面夾持必須要安全可靠穷窃，以便抵抗住切削力的作用。采用有限元方法(FEM)趁尼，可以看出工件在夾持和加工過程中的具體表現(xiàn)埃碱。

　　模擬工件的加工狀態(tài)

　　在模擬的基礎(chǔ)上，可以設(shè)計(jì)出夾具酥泞、卡鉗砚殿、夾持高度、夾持力和轉(zhuǎn)速之間的最佳搭配芝囤。它可以在工件的破斷機(jī)理似炎、剛性、壽命和振動(dòng)特性等方面向人們提供認(rèn)知悯姊。尤其是針對(duì)復(fù)雜外形的工件和很高精度的要求(如軸承羡藐、齒輪、渦輪機(jī)外殼悯许、油缸端頭和制動(dòng)環(huán)等)仆嗦，早期模擬具有很大的好處。在模擬工件在夾具上和在加工過程中的表現(xiàn)狀態(tài)時(shí)先壕，只需少量數(shù)據(jù)：

　　工件的3D模型瘩扼，例如CAD數(shù)據(jù)；

　　有關(guān)材質(zhì)的說明熊赦；

　　切削參數(shù)和最大加工轉(zhuǎn)速农幢；

　　帶有夾持點(diǎn)位的夾持示意圖；

　　夾持力和夾鉗力的設(shè)定值疆逸；

　　夾鉗幾何外形绪忙，例如光滑夾鉗和瓷磚等；

　　機(jī)器設(shè)備數(shù)據(jù)慷组，有關(guān)夾持油缸和心軸分布的特別說明。

　　根據(jù)這些數(shù)據(jù)躯殷，首先要在CAD程序里建立起相應(yīng)于夾持任務(wù)的3D模型溢棱。然后在FEM程序中對(duì)材料和夾持接觸面做出定義繁莲，同時(shí)設(shè)定包含起始和終止節(jié)點(diǎn)在內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。在后續(xù)的加載步驟中定義出各項(xiàng)邊緣條件吩伊，例如在第一步加載過程中拢胆，模擬工件在特定夾持力作用到特定點(diǎn)位上時(shí)的表現(xiàn)狀態(tài)。在第二加載步驟中便螟，探究當(dāng)工件處于旋轉(zhuǎn)卡盤上作高速旋轉(zhuǎn)時(shí)載荷的變化猛计。第三個(gè)加載步驟則模擬工件在加工過程中的表現(xiàn)狀態(tài)。

　　超過所述延伸極限的塑性變形非常重要爆捞，因?yàn)樗诩庸そY(jié)束之后無法恢復(fù)奉瘤。此外，可以根據(jù)模擬結(jié)果來評(píng)判采用某種夾持方案是否可以達(dá)到特定的圓度煮甥。

　　模擬不同的夾持效果

　　采用FEM可以對(duì)不同夾持和加工參數(shù)盗温，甚至對(duì)在工件上力的不同導(dǎo)入點(diǎn)位均可進(jìn)行模擬。諸如零位夾持螺栓可以直接擰到工件上的夾持方案也可以被模擬成肘。在這里卖局，F(xiàn)EM可以對(duì)螺栓的穩(wěn)定性和工件的變形性做出表述。

　　通過一則例子可以表明双霍，借助于FEM都可以做到什么：Allweiler公司是歐洲市場上造船砚偶、能源生產(chǎn)和特種工業(yè)領(lǐng)域泵的市場和技術(shù)主導(dǎo)廠家。通過模擬洒闸，該企業(yè)可以對(duì)GG25鑄鐵材質(zhì)的驅(qū)動(dòng)籠子的夾持狀況進(jìn)行研究：所要檢驗(yàn)的是迄今為止均采用三道工序加工的泵的驅(qū)動(dòng)部件是否也可以只采用兩道加工染坯。對(duì)此，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的六鉗擺動(dòng)平衡卡盤上進(jìn)行徑向夾持試驗(yàn)顷蟀。

　　第一次模擬結(jié)果顯示酒请，218f7配合直徑上的圓度誤差(公差范圍為0.048mm)在夾持、高速車削和加工之后達(dá)到了0.054mm展管，即超出了公差范圍陕牲。在第二次模擬試驗(yàn)中提高了轉(zhuǎn)速并對(duì)切削數(shù)據(jù)進(jìn)行了匹配，這次試驗(yàn)則成功了瓣老。僅僅通過變動(dòng)加工參數(shù)芒极，即可在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)夾具上實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)燈具的加工，這確是一個(gè)極大的成本節(jié)約崇已。如果沒有進(jìn)行這樣詳細(xì)的FEM分析户挟，則是很難達(dá)到這個(gè)目標(biāo)的。

　　由于FEM總還只是一種理論上的計(jì)算贱起，可以建議在模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行一次實(shí)際的試驗(yàn)中痴。在大多數(shù)情況下，實(shí)際結(jié)果往往不會(huì)偏離所計(jì)算的結(jié)果迫扫。但如果是淬火工件或帶有砂皮的鑄件疮窟，則在材料上的自夾持有時(shí)會(huì)導(dǎo)致較大的差異膳膝。

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