航空铝合金7075-T651高速铣削锯齿形切屑的形成机理研究

目的分析航空铝合金高速铣削锯齿形切屑的形成过程及机理,为提高工件表面质量、延长刀具使用寿命提供理论依据。方法考虑航空铝合金在高速铣削过程中铣削厚度变化的特点,选用合理的本构模型及材料断裂准则,将三维铣削简化为二维变厚度的正交切削热力耦合有限元模型,对锯齿形切屑的形成过程进行有限元模拟,并经铣削试验验证有限元模型的准确性。结果在2～16 m/s的切削速度范围内,铣削力、切削温度、锯齿形切屑形貌均得到了准确的仿真。随着切削速度的增加,切屑厚度、切屑连续部分高度和剪切带间距都有减小的趋势,相反,剪切角随切削速度的增加而增大。切削速度为16m/s时,锯齿形切屑在切屑厚度较大的一侧出现,并随着切屑厚度减小而逐渐消失,变为均匀带状切屑,准确仿真了切削厚度变化下锯齿形切屑形貌。结论提出考虑剪切带宽度变化的三阶段锯齿形切屑形成模型,通过剪切带内外的应变、应变率和温度的变化分析了绝热剪切过程,并使用分割强度比参数量化锯齿形切屑应变程度,控制锯齿形切屑形态。     

难加工材料高速铣削数值建模研究进展

难加工材料在现代技术装备中的应用越来越广泛,但在加工过程中存在切削力大、刀具磨损严重等问题,而高速切削技术因能够在一定程度上改善其切削加工性而被广泛应用。为了解决高速切削试验受设备精度、环境影响大的问题,数值建模技术被广泛应用于难加工材料高速切削的研究中。本文根据难加工材料高速铣削过程数值建模的关键技术和建模预测,综述了国内外难加工材料高速铣削数值建模的研究现状,分析了未来研究的发展趋势。     

航空铝合金高速铣削锯齿形切屑形成有限元模拟

高强度铝合金高速铣削形成的锯齿形切屑,严重影响加工稳定性和零件表面质量。采用Johnson-Cook本构方程及损伤准则,选用合适的沙漏控制模型,对航空铝合金7075-T651高速切削过程中锯齿形切屑的形成进行了模拟,并经文献中高速切削试验数据验证了所提出的有限元模型。结果表明,在2 m/s～20 m/s的切削速度范围内,锯齿形切屑形貌得到了准确的预测。     

五自由度磨料水射流空间加工机械手的设计

通过设计一套五自由度龙门式磨料水射流空间加工机械手,可以实现传动末端喷头装置在空间范围内的任意运动,以满足对形状复杂零件,特别是曲面零件的加工需要。本装置主要由龙门架,腕部、臂部、腰部、底座等部分组成,可以实现龙门架的X、Y、Z三向平移、腰部回转和臂部回转等主要运动,提高了零件加工的灵活性。通过将磨料水射流加工设备与机器人控制技术相结合可满足磨料水射流加工的便捷和柔性操作要求,提高其加工生产效率和加工质量。     

基于无线网络控制技术的智能搬运小车的设计

通过设计基于无线网络控制技术的智能搬运小车,以完成各种工厂环境的零件和成品搬运工作。该小车主要由车身、码垛装卸一体化装置及控制系统等部分组成。其中,车身采用直流电机驱动;码垛装卸一体化装置由机械手爪和传送装置组成,通过在机械手爪中的夹持器上装有压力传感器,可对不同大小形状的物品进行夹取,传送装置主要由传送带和张紧机构组成,使车厢空间得到充分利用;控制系统以PLC为控制核心,采用无线接收发送装置、传感器、限位开关、无线摄像头等为辅助部件,可实现小车的远程控制、智能避障、远程监控等功能。