基于电液联合控制的半轴自动校直方法的研究

摘要

近年来，随着汽车行业的不断发展，半轴的需求量愈来愈大。半轴作为汽车传动系统中重要零件之一，主要是把来自减速器的扭矩传递至驱动轮，从而驱动汽车前进行驶；在半轴的生产工艺过程中，半轴锻造后的弯曲类型复杂，变形量大。为减小后续加工的切削余量，降低成本，对锻造后的半轴进行校直显得十分重要。然而，传统手工校直由于效率低，体力消耗大等缺点，不能满足大规模机械化生产的要求。液压自动校直技术虽然在一定程度上提高了效率但校直精度无法得到保证，伺服自动校直技术精度高但成本昂贵，这些缺点严重限制了半轴锻件自动校直的应用和发展。　　本论文的主要目的是解决上述问题，以半轴锻件为研究对象，结合其自身特点，提出一种电液联合控制的半轴自动校直方法，在保证校直精度的同时尽可能降低设备成本。论文的主要研究内容如下：　　（1）分析半轴发生弯曲变形时的物理特性，包括弯曲变形的类型、弯曲变形时应变中性层的偏移以及发生弯曲变形时应力与应变的关系。　　（2）根据半轴锻件自身特点，设计一种用于半轴锻件的夹持方案。首先，确定半轴弯曲变形量的检测方法；其次求解其最大弯曲变形量和位置。最后通过Solidworks建立下压模型，将其导入ANSYS/workbench软件进行仿真，通过分析支撑块尺寸、压头尺寸以及轴肩的存在对校直品质的影响，并结合大量仿真结果，确定最优校直参数。　　（3）制定电液联合校直方案，并分别对液压系统和电控系统展开研究。首先，设计液压控制回路对压头进行压力控制，推导系统的传递函数，绘制Bode图以验证系统自身的稳定性；然后，在AMESIM中建立液压回路模型，仿真分析压头冲击性大小。最后，制定校直下压位移量的控制调节方案，并分析其精度控制方法。　　（4）研究电液联合方案的控制方法，并制定半轴的自动校直工艺路线，搭建试验平台，进行校直下压试验，采集并分析试验数据，验证该电液联合校直方案的合理性。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本章小结

2 工件弯曲变形时的特性分析

2.1 半轴锻件发生弯曲变形的原因

2.2 工件弯曲变形时的材料特性

2.3 本章小结

3 半轴校直策略制定

3.1 半轴夹持方案

3.2 半轴弯曲变形量的检测

3.3 校直品质影响因素分析及最优参数确定

3.4 本章小结

4 液压控制系统和电机控制系统设计

4.1 电液联合校直方案

4.2 液压控制系统

4.3 电机控制系统

4.4 本章小结

5 电液联合控制方法

5.1 电液联合控制方法

5.2 电液联合校直半轴方案

5.3 试验验证

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果