航天典型结构件数控加工高效装夹技术研究

针对复杂、细长、薄壁航天产品装夹次数多、装夹繁琐、效率低下等问题,设计了基于气动原理的快速装夹系统。该系统包括夹紧力理论计算、气路设计、夹紧机械工装和控制系统设计。通过夹紧力理论计算,确定了气缸数量。基于并行设计原理设计了夹紧气路。采用组合夹具式思路设计了夹紧工装。基于DSP技术,实现了控制系统设计。采用该系统对某典型结构件进行了数控加工,零件加工质量和尺寸精度满足设计图样要求。研究结果表明,设计的装夹系统可以高效、可靠地实现零件装夹。     

基于立式加工中心的端盖零件加工工艺及夹具设计

结合立式数控加工中心的加工特点,制定了端盖零件数控加工工艺,并对端盖零件装夹的定位、夹紧分析,确定了一面一短芯轴的定位方案和气动夹紧办法。     

钣金零件用真空夹持工装研制

简要介绍了真空夹持工装的工作原理,并以卡板支撑式真空夹持工装为重点说明了该类工装的结构设计,对同类工装夹具的设计有很大的借鉴作用。真空夹持工装利用真空吸附原理,采用真空吸盘将钣金零件吸附固定在定位装置上,解决了钣金零件刚度差,不易固定夹紧的问题。钣金零件在该工装上定位夹紧后,可以在数控机床上进行钻孔、切边和划线等操作。该真空夹持工装尤其适用于大型钣金零件,不但提高了加工效率和精度,而且大大降低了工人的劳动强度。     

高压油泵单元壳体随行夹具开发

通过对高压油泵单元壳体零件的工艺分析,研究自动化生产线的需求,将车床加工工装、加工中心加工工装、机器人夹持等结合起来,设计带有车床夹具、加工中心夹具、机器人夹持等标准接口的随行夹具,实现了复杂异型零件的多工序自动化加工,通过改进随行夹具对相似零件的定位装夹,使柔性混线生产成为可能。     

链环的夹具设计

从链环零件入手,通过对零件的结构分析,确定装夹、定位、夹紧方法,对该类零件的铣削工装设计作了详细的阐述,使加工零件数量从单件到同时加工多件,极大的提高了加工效率.通过链环铣削夹具设计,解决了加工低效的问题,对同类零件的铣削工装设计有较好的借鉴作用.     

高压压气机转子叶片加工燕尾榫头定位装置设计

设计了主要面向航空发动机高压压气机转子叶片数控加工的燕尾榫头定位装置。该新型装置由定位装置、定向装置、调整装置、夹紧装置组成。其通过对燕尾榫头的多面接触夹紧,保证定位的稳定性和精确性。操作便捷,定位准确,实现了压气机转子叶片的高效、高精度加工,提高了产品的市场竞争力,对航空发动机的生产制造有显著的工程意义。     

炮弹引爆体上斜槽加工夹具的设计与制造

炮弹引爆装置引信体零件体积小,结构复杂,精度要求高。为提高零件上斜槽的加工效率,拟设计一套立式数控铣床专用夹具。通过对斜槽工序尺寸和被限制的自由度的分析,选择以引信体端面和中心孔等为定位基准的一面两孔定位方式;通过提高限位元件和定位元件加工精度,解决了过定位引起的干涉问题,满足了零件加工精度要求。通过对铣削力的计算,确定了工件夹紧力。为防止在夹紧力作用下铣削后工件悬空部位的变形,采用了杠杆压板手动夹紧方式。文中也介绍了夹具整体结构和主要零件的设计与制造。该夹具使用后,经测试工艺能力指数超过1.33,符合大批量生产的工序能力要求。夹具装夹方便,定位误差小,保证了引信体零件的加工质量要求。     

数控加工组合夹具仿真设计应用研究

在建立数控加工常用组合夹具数据库的基础上,进行零件数字化装夹仿真设计。运用零件三维装夹仿真模型、柔性夹具组装图和夹具明细清单,指导生产现场搭建工装夹具。实践证明,应用该项技术不仅能提高数控加工工装准备的反应能力、雷达精密零件数控加工的质量稳定性及批量生产能力,还能提高数控机床的利用率。     

带活动定位销的负压夹持工装设计与研究

用带活动定位销的负压夹持工装装夹薄板类零件进行铣削加工,工件定位方便,所受夹紧力分布均匀,能在提高装夹效率的同时减小因夹紧力造成的工件变形,提高零件的加工精度。在介绍了负压夹持工装结构、工作件原理,推算出夹持力大小的基础上,重点阐述了工装的设计要点。     

转向节铣端面钻中心孔加工装置的设计

通常转向节加工的首道工序是铣端面钻中心孔,为避免工件掉头引起的误差,设计了一种一次完成铣钻复合工步的加工装置。本装置在对轴类零件的定位夹紧方案进行分析的基础上,设计了初限位装置、轴向定位装置和自定心夹紧等装置,将轴向定位装置与夹具体分离,定心装置与夹紧复合,解决了端面既是定位面又是加工面带来的矛盾,且操作方便,加工质量好,生产效率高,通用性强。     

主减速器壳体车削工装夹具设计

针对主减速器壳体在立式多刀半自动车床上加工时,采用标准液压三爪卡盘无法有效定位夹紧工件的问题,依据工件的结构特点,设计制造一种能在一次装夹下完成粗精两序加工的专用车削工装夹具,彻底解决了由于多刀同时粗加工、车削抗力大,工件夹持不可靠的安全问题。通过夹紧力的高低压转换,有效防止工件夹紧变形。生产实践证明,该夹具简单可靠,便于操作,提高了生产效率,保证了加工精度。     

管接头零件转位加工技术研究及夹具设计

根据管接头零件的结构特点,并结合数控车床上分度卡盘的应用情况,研发出可实现无偏心管接头和具有偏心结构管接头零件的高效装夹、自动转位加工技术及相应转位夹具。其转位夹具具有快速设计制造、通用性强、结构简单及使用方便等特点;通过数控自动转位高效加工彻底解决了管接头零件因种类多、数量大,模锻件不易装夹定位等造成的生产加工瓶颈问题,降低了操作者的劳动强度,提高了零件加工质量,为企业柔性生产线的构造打下了良好的基础。     

弱刚度工件夹紧顺序与夹具布局的同步优化

针对弱刚度工件在定位、夹紧过程中易变形的问题,建立了夹紧顺序与接触力及节点位移增量之间关系的数学模型,给出了各夹紧步骤中工件夹具系统的静力平衡方程;在此基础上,根据最小余能原理及库仑摩擦定律,构建了装夹方案优化模型,提出了基于遗传算法的夹具布局与夹紧顺序同步优化方法。算例结果表明,该方法有效降低了由于装夹所引起的工件变形。提高了加工精度。     

系列拨叉轴圆弧槽铣夹具的设计与制造

根据变速箱拨叉轴上圆弧槽相对位置准确、系列拨叉轴可以在一套夹具上装夹、多个零件同时加工的加工要求,设计了一种分体式气动铣床夹具。夹具采用定位块限位拨叉轴端面、燕尾面支承拨叉轴外圆的定位方式,工件外圆多点气动夹紧。通过两级增力机构,增大夹紧力。柔性传动力矩,消除了交变铣削力作用下产生的振动。依据切削力的计算选择了气缸规格。本设计实现了工件在夹具中成组布置,提高了生产效率,保证了加工质量。     

箱体类零件钻镗组合机床夹具CAD系统

针对箱体类零件钻镗组合机床夹具设计中存在的大量标准件和典型结构提出基于被加工件三维模型的箱体类组合机床夹具设计方法,研究了夹具的定位设计、夹紧设计和导向设计。     

Development of a finite element analysis tool for fixture design integrity verification and optimisation

Machining fixtures are used to locate and constrain a workpiece during a machining operation. To ensure that the workpiece is manufactured according to specified dimensions and tolerances, it must be appropriately located and clamped. Minimising workpiece and fixture tooling deflections due to clamping and cutting forces in machining is critical to machining accuracy. An ideal fixture design maximises locating accuracy and workpiece stability, while minimising displacements.The purpose of this research is to develop a method for modelling workpiece boundary conditions and applied loads during a machining process, analyse modular fixture tool contact area deformation and optimise support locations, using finite element analysis (FEA). The workpiece boundary conditions are defined by locators and clamps. The locators are placed in a 3-2-1 fixture configuration, constraining all degrees of freedom of the workpiece and are modelled using linear spring-gap elements. The clamps are modelled as point loads. The workpiece is loaded to model cutting forces during drilling and milling machining operations. Fixture design integrity is verified. ANSYS parametric design language code is used to develop an algorithm to automatically optimise fixture support and clamp locations, and clamping forces, to minimise workpiece deformation, subsequently increasing machining accuracy. By implementing FEA in a computer-aided-fixture-design environment, unnecessary and uneconomical “trial and error” experimentation on the shop floor is eliminated.     

电脑硬盘传动臂数控加工工艺及专用夹具设计研究

分析了电脑硬盘传动系统中关键零件—传动臂的结构工艺性,拟定了其数控加工工艺过程,设计了适于数控加工、能够快速装夹工件的气动夹具,以此来实现加工工序集中和保证零件加工精度。实践证明:使用该专用气动夹具,不但可以保证零件加工质量,而且装夹快速方便,以此提高了装夹的自动化程度,从而保证了产品质量,提高了生产效率。     

Machining fixture layout design using ant colony algorithm based continuous optimization method

In any machining fixture, the workpiece elastic deformation caused during machining influences the dimensional and form errors of the workpiece. Placing each locator and clamp in an optimal place can minimize the elastic deformation of the workpiece, which in turn minimizes the dimensional and form errors of the workpiece. Design of fixture configuration (layout) is a procedure to establish the workpiece–fixture contact through optimal positioning of clamping and locating elements. In this paper, an ant colony algorithm (ACA) based discrete and continuous optimization methods are applied for optimizing the machining fixture layout so that the workpiece elastic deformation is minimized. The finite element method (FEM) is used for determining the dynamic response of the workpiece caused due to machining and clamping forces. The dynamic response of the workpiece is simulated for all ACA runs. This paper proves that the ACA-based continuous fixture layout optimization method exhibits the better results than that of ACA-based discrete fixture layout optimization method.     

深孔钻削夹具

对于新产品加工,经常会出现原有设备不能满足生产需求的情况,但是,购置新设备或刀具将导致加工成本迅速上升,造成原有设备闲置甚至改变车间工艺布局,而设计开发适用的工装可以拓展设备能力,解决生产需要。本文针对产品结构特点,开发了旋转式钻模夹具,通过快速定位和夹紧装置,实现了精确加工和快速装卸,在普通钻床上完成了深孔新产品加工任务,解决了加工精度低、加工效率低和加工成本高等问题,同时,为企业节省了生产费用。     

差速器壳十字轴孔加工方法及夹具设计

分析了某一汽车差速器壳十字轴孔的加工方法,确定了加工方案并设计了专用夹具。该夹具结构简单,定位可靠,能够保证工件的加工精度,提高生产效率,取得了良好的应用效果。