基于ABAQUS的异型薄壁件装夹变形控制研究

针对异形薄壁复杂框体工件装夹过程中夹紧力大小主要依赖人工经验,装夹变形难以控制等问题,采用有限元分析方法,在ABAQUS中建立工件-夹具系统模型,利用生死单元技术模拟铣削加工材料去除过程,同时通过力矩平衡方程揭示夹紧力和切削力之间的关系,最终以减小工件装夹的最大弹性变形量为目标,对铣削过程的切削力和夹紧力进行匹配优化。验证结果表明,采用优化后的装夹参数可以有效减小工件变形量并提高装夹效率。     

传扭转接盘高速铣削变形分析与控制

针对航空发动机典型件传扭转接盘在加工过程中因易变形而导致面型误差大、成品率低的问题,利用有限元模拟、力系平衡理论和铣削试验相结合的方法分析了自重、切削力、夹具及装夹方式、加工顺序4个方面对工件变形的影响。结果表明:自重对工件变形有一定影响,利用压板夹具装夹,其装夹力对工件变形影响较大;随着切削力的增大,工件变形增大,在相同切削力变化区间内,铣削工件正面两端凸台面时切削力对工件变形影响最大;利用圆柱销和沉头螺钉装夹方式设计的夹具能够减小装夹力和自重对加工变形的影响,选用正反面反复铣削加工方法可以有效地降低工件变形程度。     

基于侧向压紧器的弱刚性异形零件加工研究

弱刚性零件在加工过程中存在装夹引起的变形和切削力引起的变形。针对普通装夹方式下零件夹紧力不易控制导致零件变形不可控,进而无法保证加工精度的问题,提出了一种基于侧向压紧器的弱刚性异形零件加工方法。通过测算加工前压紧力和切削力的大小,判断压紧力是否满足切削力的要求,借助专用工具施加相应的夹紧力,保证了夹紧力引起的变形在可接受的范围内,同时不影响正常切削加工,加工结果表明实际加工大面的平面度和各配合部位的位置精度均达到了设计要求。     

薄壁件加工变形控制快速仿真平台开发

为控制薄壁件装夹变形和加工变形,建立了集装夹优化、加工变形预测、切削参数优化及误差补偿功能为一体的快速仿真平台.在平台实现中,装夹方案的优化采用基于形位公差控制的方法,通过多种装夹方案的比较,确定优化方案.加工变形预测时考虑了前-层变形对后-层切削深度的影响,并使切削力和加工变形达到动态平衡.为获得优化切削参数,建立了以变形控制为目标的优化模型.采用有限元法计算加工变形,采用遗传算法求解优化模型.为解得优化补偿量,仿真时考虑了变形与力的耦合效应.完成了基于ABAQUS的快速仿真平台开发.以镜座零件为例进行仿真,求得了优化的装夹方案和切削参数,验证了平台的可行性.     

离心式压缩机主轴加工静力学分析

离心式压缩机主轴的加工精度是影响压缩机组振动的重要因素,通过Pro/E的参数功能对某型号离心式压缩机主轴进行参数化建模,以有限元理论为基础,施加切削及重力载荷后,对主轴进行静力学分析,从而计算得出切削过程中主轴受力弯曲位移及切削位置偏差,为规范主轴切削参数提供了理论依据,同时为对主轴加工进行动力学分析奠定基础。     

双点压板夹紧对薄板件铣削平面度的影响研究

为了减小薄板件铣削加工的平面度误差,采用双点压板对工件进行夹紧。通过分析双点压板对工件铣削变形的作用规律,分别设计了仿真试验与切削试验对双点压板的作用进行验证,并与传统装夹方式下的工件加工后平面度进行对比。试验结果表明,采用双点压板装夹时,夹紧力引起的工件弹性变形与切削力引起的工件弹性变形相反,并且在切削过程中,夹紧力能够抑制切削力引起的工件弹性变形,有利于保证已加工表面的平面度。     

四轴铣削薄壁回转类零件辅助工装设计

针对薄壁回转类零件刚性差,数控铣削过程中在夹具夹紧力和切削力的作用下容易产生加工变形,严重影响加工精度和表面质量等问题,分析和阐述了制约薄壁回转类零件加工精度的因素,设计并制作了针对某产品滤清器法兰的四轴装夹辅助工装,并对工装装夹位置布局和夹紧力进行了优化,有效地降低了由于装夹不当所引起的零件变形程度,提高了零件的加工精度。     

基于多岛遗传算法的薄壁齿圈装夹变形优化研究

针对薄壁齿圈装夹时装夹变形的问题,对夹具元件的结构参数和施加的夹紧力进行了优化,提出了采用多岛遗传算法对夹具结构参数和夹紧力的同步优化方案。通过ABAQUS软件对齿圈装夹变形进行了有限元分析,得出了变形量,将ABAQUS软件优化算法在Isight中进行了集成;以装夹变形量最小为目标函数,装夹过程中夹紧力和夹具结构参数为变量,通过多岛遗传算法对薄壁齿圈夹紧力和夹具结构进行了同步优化,得出了使薄壁齿圈装夹变形最小的夹紧力及夹具结构参数。研究结果表明:优化后装夹变形量减小93.38%,有效地降低了因夹紧力施加不当以及夹具结构不合理引起的变形,对于后续的加工精度有了明显的改善,验证了多岛遗传算法对于齿圈装夹变形优化的可行性。     

航天铝合金ZL205A数控车削力模型的建立

采用理论分析和经验相结合的方法,确定了航天材料ZL205A数控车削力的数学模型,并通过试验分析确定了模型的参数。结果表明:该模型确定的切削力理论值和实际值吻合,说明用该模型来预测加工中的切削力可行,为进一步的加工变形研究奠定了基础。     

复杂薄壁散热器零件数控加工技术研究

针对散热器零件加工特征多、位置精度要求高及薄壁处易变形等因素,导致零件加工精度无法满足要求进行研究。根据零件结构特征分析了加工难点,制定了合理的加工工艺,使用CAM技术进行数控编程;设计了定位精度高、能抑制变形和装夹方便的专用夹具,计算了零件薄壁处的铣削力,采用物理仿真技术分析比较了传统工装板固定与专用夹具固定在相同切削力下零件薄壁处的变形量;运用几何仿真技术对该零件进行了几何仿真加工与精度检测;最后进行了实际加工与精度测量,实验结果表明零件取得了较高的加工精度。     

航空结构件数控加工变形及其控制策略

航空结构件加工变形直接影响了结构件的高效、高精加工,这也是航空结构件加工制造所面临的挑战。在对航空结构件分类的基础上分析了航空结构件数控加工变形的机理,指出残余应力、切削力与切削热、工件装夹条件、切削走刀路径等直接影响了数控加工变形。对航空结构件数控加工变形实施控制,具体措施为控制残余应力、优化加工参数、优化走刀路径和优化装夹布局等,为航空结构件数控加工变形控制提供参考。     

基于铝质薄壁筒件切削加工的自动装夹技术研究

铝罐零件的刚性差,在切削过程中,容易受到切削力和夹紧力的作用而发生变形,从而影响产品的质量。合理的装夹方法可以有效地减小加工变形。因此设计了一种新的装夹方法,提高了加工精度,保证了加工质量,同时实现一次装夹完成切口与翻边的一体化加工。     

自由曲面加工装夹方法研究

在进行自由曲面加工时,采用常规的金属结构装夹工件时,装夹力会使工件产生变形,进而会对工件的加工精度产生影响。为了克服这一问题,设计了3种自由曲面元件装夹方案,并在实际应用中加以验证。首先,理论计算分析了金属结构装夹时,由装夹力引起的工件的变形。设计了采用低熔点合金作为装夹材料的装夹方案,进行试验并对实验结果进行检定和评价。设计了采用增加工作台的方法实现工件的装夹,并完成了该装夹方案的自由曲面加工实验,对加工后的工件进行了检测与评价。设计了采用有机物无应力装夹方案,并完成了熔石英玻璃材料的自由曲面加工实验,对加工后的工件进行了检测与评定。实验结果显示低熔点合金作为薄壁件加工装夹填充材料的可行性,同时材料去除率只有常规方法的1/2,加工精度也有明显提升。另外两种装夹方式加工的不同曲面的加工精度分别达到0.006 mm、0.005 mm,完全满足对自由曲面的加工精度要求。     

钛合金型面侧壁铣削力建模与仿真

钛合金型面件侧壁的铣削一般采用整体硬质合金立铣刀进行加工,因切削力的影响,加工过程较难控制且会产生零件变形,对铣削力进行建模和预测是控制加工变形的有效措施。通过圆柱螺旋立铣刀微元切削力矢量求和及合成,建立了整体立铣刀侧面铣削过程中的瞬态切削力预测模型;采用不同进给速度条件下的铣削力辨识试验,并对平均切削力试验数据进行数值线性拟合,获得了钛合金侧面铣削试验圆柱螺旋立铣刀的剪切力和犁耕力系数。计算了不同切削参数下的四刃整体硬质合金立铣刀的瞬时切削力,并结合钛合金侧面铣削试验验证了所建立的仿真模型的有效性。这为钛合金结构件侧面铣削加工工艺参数的制定和优化选择提供了理论指导依据。     

薄壁类小型回转结构件的模块化气动夹具设计

小型回转类薄壁零件的铣削加工,在加工中心上一般采用三爪自定心卡盘直接夹紧或通过衬套夹紧,该装夹方式装夹精度低,装夹完零件后需要重新校正坐标系,并且由于夹紧力为线接触或点接触,容易造成零件变形,从而影响零件的加工质量及效率。采用弹簧卡头夹紧技术,可以改善装夹状态,减小零件的装夹变形,根据零件成组技术、模块化技术和自动夹紧技术进行夹具设计,可达到精益生产目标。依据成组技术对零件进行分类后,根据被加工零件夹持部位的直径选用对应的弹簧卡头,并利用切削力计算出所需夹紧力,从而选择合适的气缸型号,实现了薄壁类小型回转结构件模块化气动夹具设计,经过生产现场的实际应用,提高了零件的加工质量及效率,降低了生产成本和劳动强度。通过对夹具方案的拓展应用,设计了多工位的模块化气动夹具,进一步提升了加工效率。     

基于胶结粘连装夹的数控铣削加工方法

针对薄壁、弱刚性零件加工中,因装夹应力变形而造成的加工质量问题,提出了一种基于胶结粘连装夹的数控铣削加工方法。以此方法为核心,组建切削力及夹具固定力数据库,进行实时分析及加工预判,实现了其加工技术状态的有效控制。通过航天型号典型零件应用案例示范,针对其方法有效性进行了印证。     

一种离心式压缩机的水压试验设计方案

阐述了一种离心式压缩机的水压试验方案。首先设计了水压密封工装与蜗壳装配使其形成密封空腔,随后确定了各结合面的密封方式以及连接方式,最后通过软件模拟了水压试验过程中工件的受力情况。结合工件结构及材质进行分析,对水压试验支顶方式进行了改进,解决了该产品因水压试验过程中工件变形导致尺寸超出图纸要求的问题,就该水压试验方案在实际生产中得到了应用和验证,为同行业生产制造大型离心式压缩机进行压力试验提供了实践依据。     

切削参数对钛合金叶片铣削力的影响分析

进行钛合金叶片加工时,切削力易导致加工变形,影响加工精度和表面质量。因此利用UG软件建立钛合金叶片和切削刀具的三维模型,采用仿真软件建立铣削仿真模型,研究分析了切削参数的变化对铣削力产生的影响。对仿真所得铣削力进行极差分析,判断切削参数对铣削力的影响情况,并通过实际铣削加工试验对比仿真数据验证其准确性和可行性,基于此仿真模型对切削参数对轴向力的影响程度进行了单因素分析。研究结果表明：铣削钛合金叶片时,切削参数对切削力的影响程度从大到小依次为切削速度、背吃刀量和每齿进给量;切削速度与轴向力成反比,每齿进给量和背吃刀量与轴向力成正比。     

弱刚性超高强度铝合金零件精密切削试验研究

通过金刚石刀具精密车削弱刚性超高强度铝合金零件的切削试验，获得试验的切削力数据，建立了切削力的经验模型，同时利用有限元软件分析零件的加工变形。经检测，计算变形量与实际情况基本一致。结合有限元模型和切削力经验模型优化零件的加工参数，并对零件夹紧方式进行改进，提高了加工精度。     

离心式氧气压缩机密封性研究

本文从离心式氧气压缩机密封失效的具体原因分析入手,并在此基础上对离心式氧气压缩机的密封技术进行了研究。通过对常用的四种密封技术进行研究之后发现,应用干气密封技术能够进一步提高离心式氧气压缩机的密封性。