基于磁流变液辅助支撑的弱刚度零件铣削加工研究

设计了一套基于磁流变液特性的自适应式柔性辅助支承装置,可用于提高复杂曲面弱刚度零件的加工精度,通过Comsol利用有限元法进行装置磁场仿真,确定其磁场强度大小,建立基于磁流变效应的弱刚度工件铣削加工与夹具系统装夹定位模型,对辅助支撑作用下的定位约束模型进行分析,计算静态下工件变形量,研究装置对工件加工质量的影响。搭建基于磁流变辅助支承铣削加工试验平台,在不同电流参数的条件下进行弱刚度零件铣削加工,使用Labview平台采集系统对切削信号数据进行采集分析,并测量铣削加工表面粗糙度,结果表明,磁流变辅助支承作用下,弱刚度工件表面相较于无支撑状态振动幅度相应降低了46.9%～75.7%,表面粗糙度约降低69.89%～80.61%。     

适用于薄壁件加工的真空柔性夹具设计

针对飞机薄壁件的铣削加工设计了一套真空柔性夹具作为辅助支撑,介绍了真空柔性夹具的结构和工作原理。运用有限元分析软件,在有、无真空夹具两种情况下,对薄壁件腹板的受力变形进行了数值模拟,同时研究了板厚、吸盘尺寸对腹板变形的影响。通过对比数据得知:使用真空柔性夹具是减小薄壁工件变形的一种简单易行的方法,为进一步研究控制薄壁件加工变形提供了理论基础。     

液性塑料自动定心夹具

液性塑料自动定心夹具是利用薄壁套筒在液性塑料的压力作用下产生均匀的径向变形,使之涨紧工件内孔或夹住工件外圆达到定心和夹紧的目的。由于定位表面和工件的定位基准是圆柱面接触,接触面可以达到薄壁套筒长度的80％,夹紧均匀并不损坏定位基准表面,可保证较高的定心精度,一般被加工表面对定心基准的同心度可保持在0.015毫米以内。     

高精度同心球壳的轻切削用自动夹具

针对薄壁同心球壳设计出了一种具有小夹紧变形的自动夹具,这种夹具很适合薄壁件轻切削或抛光工件时使用.     

薄壁零件机加工中磁流变液体的应用

分析了在机械加工中各种薄壁零件的夹紧变形情况,根据在实际生产中应用的各种改善薄壁零件变形的方法,着重介绍了均匀分散夹紧力和注蜡或低熔点合金等改善方法以提高薄壁工件本身的刚度,简单介绍了应用磁流变液辅助加工的方法。实践证明,对于特定的零件使用磁流变液是一种方便且有效的手段,可以减小薄壁零件在加工后的变形。     

基于MRF柔性辅助支撑的弱刚性零件铣削加工

设计了一套基于磁流变液的柔性辅助支撑装置,用于提高弱刚性零件的加工精度.利用有限元方法通过Comsol软件对装置磁感应强度进行仿真,研究其提供的支撑力大小,运用工程力学知识对加工工件进行力学分析、理论变形量计算以及对加工工件进行有限元加工变形仿真,研究不同加载电流状态下磁流变液辅助支撑装置对加工工件变形情况的影响.最后搭建试验台,在不同铣削参数以及磁流变辅助支撑装置加载不同电流的条件下进行铣削实验并测量加工工件的表面粗糙度以及平面度,研究铣削参数以及磁流变辅助支撑对工件加工表面质量的影响.结果表明,MRF辅助支撑装置可提高弱刚性工件的刚度,抑制加工变形,改善工件加工质量.     

大直径工件自动定心涨紧夹具设计

为专用管螺纹加工机床设计专用的夹具,该夹具可以在一次性定位夹紧后完成内孔粗精加工、偏梯螺纹的加工以及端面加工。夹具中采用聚氨酯橡胶作为涨紧元件,具有夹紧可靠,变形均匀,自动定心等优点,克服了普通三爪卡盘用作大直径工件夹紧机构时的缺点,且利用电磁吸盘将该夹具设计为自动夹紧机构,夹紧过程方便快捷,效率高,而且成本低。     

曲面薄壁零件的仿形装夹优化研究

针对大型自由曲面的薄壁件在加工中易发生变形的问题,提出了结构模块化仿形定位/支撑,真空吸附夹紧的装夹理念——夹具定位/支撑面与被加工曲面的某几个局部区域保持一致,真空吸附保证这些区域夹紧力均匀。文中建立了曲面薄壁件的几何模型,利用有限元对薄壁件进行变形预测。通过ANSYS的APDL语言和遗传算法相结合的寻优途径,实现定位/支撑模块所需数量最少、布局方式最优的状态。     

磁流变液励磁固化夹持对薄壁件模态参数的影响分析

针对薄壁件加工颤振问题,以磁流变液作为相变装夹材料,研究磁流变液励磁固化夹持对薄壁件模态参数的影响。设计了一套悬臂式薄壁件磁流变液柔性夹具并进行了实验。实验测试了磁流变液的力-位移曲线;基于有限元材料库二次开发,仿真分析了磁流变液夹持下的薄壁零件模态参数变化规律;进行模态敲击实验,验证了薄壁工件模态参数变化规律。仿真与实验结果均表明,随着励磁电流增加,薄壁零件的固有频率增加,系统刚度增大,磁流变液柔性夹具励磁固化夹持效果增强。     

铣削框架薄板的少无变形装夹方法

机械加工中工件的定位与夹紧经常会遇到装夹变形,所以要解决工件的少无变形装夹。对于薄片状零件（如磁盘等）极易变形,可用真空吸盘来装夹。对于一些小零件可采用液状橡胶、沥青和低温蜡等将零件粘于夹具上进行加工。     

用橡胶气囊解决薄壁工件加工产生的振动

针对薄壁件加工中的变形与振动问题,设计了橡胶气囊夹具作为减振和胀紧工件的胀胎。实践证明该夹具可以提高薄壁件在加工过程中的刚性,减小或消除加工过程中的切削振动,从而提高工件加工质量和精度。     

夹紧力的施加顺序对薄壁机匣件装夹变形的影响

航空发动机机匣是典型的复杂薄壁件,具有尺寸大、壁厚小和零件的结构刚性较差等特点。为了保证工件加工过程的顺利进行,通常需要采用多个夹具。当夹紧元件对工件施加夹紧力时,由于施加夹紧力的顺序不同可能导致定位元件、夹紧元件与工件接触处发生变化,从而使工件变形。以航空发动机薄壁机匣件为研究对象,利用数学建模的方法分析夹紧力的施加顺序与工件产生变形的关系,建立有限元装夹模型,进一步分析对其变形的影响,运用实际装夹试验验证有限元模型的准确性。结果表明,施加夹紧力的顺序对薄壁件的装夹变形存在明显影响,且对与夹紧力直接接触表面的变形影响较大。     

摩托车分离器套筒铣槽专用夹具设计

针对套筒零件壁薄刚性差的结构特点,其加工过程中由于切削力、夹紧力和切削热等的作用,易产生变形,影响工件的加工精度和表面粗糙度。选用合理的定位装置和夹紧装置,运用六点定则的方法,使套筒工件在夹具中的位置完全确定,从而进行摩托车分离器套筒工件铣槽的专用夹具设计。该夹具实用性强,操作简单可靠,采用压板和活节螺栓的设计,满足了夹紧可靠的要求;V型块和对刀块的运用进一步保证了加工质量,提高了生产效率,节约了成本。并且利用建模软件Pro/E建立了夹具的三维实体模型,为进一步的的结构分析和优化提供了理论依据。     

用液性介质定心夹具加工时尺寸公差带修正的近似计算方法

运用液性介质定心夹紧机构夹紧套类工件进行精密加工时,若工件的加工表面长度小于夹具套筒薄壁部分长度,(图1),则可运用本文介绍的近似计算方法对加工尺寸公差带作必要的修正,以达到减小由夹紧变形造成的加工误差的目的。现分析如下:     

液压胀套式夹具

近些年来,利用具有流动性的压力传递介质,致使薄壁套产生弹性变形对工件进行定位夹紧的液压胀套式夹具,在机械加工及其测量等方面的应用正日益增多。这是因为这种根据液体静压力传递原理(巴斯加原理)设计的夹具具有结构简单,定心准确,夹紧适度均匀,使用方便以及因夹紧和定心同时达到而节省辅助时间等许多优点。为此,本文将结合这类夹具的典型实例,就它们的结构特点、使用方法、设计原则和制造要点作一介绍。     

适合薄片类零件车削的夹具及刀具

当需要在卧式车床上车削壁厚〈3mm,表面粗糙度值Rn=1．6μm,两面均需要加工的薄片类工件时,由于此类工件壁厚极薄、刚性非常差,无法采用一般的卡盘进行夹紧,工件在车削过程中也容易产生变形。为满足此类零件的加工精度,设计了一种真空式负压车床用吸盘,该吸盘可与原有车床主轴及真空泵配合使用。当真空泵工作时,由于吸盘表面的五道环槽在真空泵的作用下形成了负压,工件就会被大气压均匀地压紧在吸盘表面,这样既达到了定位夹紧的目的,又不会引起工件的装夹变形,从而满足薄片类零件装夹加工的目的。同时采用适宜的刀具和切削用量就可将薄片类零件加工变形降至最低,满足薄片类零件加工精度的需要。     

多目标的装夹方案优化及变夹紧力优化

夹具布局和夹紧力大小影响切削变形的大小和分布.基于遗传算法和有限元方法,提出一种夹具布局和夹紧力优化设计方法.该方法将同步优化夹具布局和夹紧力大小以及施加变夹紧力相结合,首先以加工变形最小化和变形分布最均匀为目标同步优化夹具布局和夹紧力大小,然后在优化后的夹具布局的基础上求解使得加工变形最小的变夹紧力大小.使用该方法进行底座薄壁零件的夹具优化设计,结果表明优化得到的设计优于经验设计和多目标优化方法,该方法有效地降低了加工过程中工件的变形,提高变形均匀度.     

弹性膜片自动定心夹紧装置

弹性膜片自动定心夹紧装置,可保证高精度工件的加工。这种装置是利用薄壁膜片受力后产生的弹性变形,使之自动定心并夹紧工件,其工作原理如图所示。薄壁膜片1与夹具体4相连,当顶杆3推动薄壁膜片1时,其产生弹性变形,使卡爪2张开(附图a)。其夹紧精度高,只要调整适当,可保证定心精度达到0.005～0.01mm;操作方便,可适应一定尺寸范围的工件加工。     

一种自夹紧式铣床夹具

在夹具设计中，经常遇到的联动机构有多种。如定位件之间的联动，定位件与夹紧件之间的联动，以及夹紧件与夹紧件之间的联动。这些联动动作都限于工件与刀具相对静止的情况下发生。本文所介绍的自夹紧式铣床夹具是利用铣床工作台在空行程进刀和退刀动作实现工件的自动夹紧与松开，即夹紧与松开工件的动作发生在工件与刀具有相对位移情况下。一、夹具的结构设计及工作过程图1所示的薄壁零件，可用图2所设计的夹具加工，其工作过程如下：当铣削完毕，工作台22返回，摇杆9撞上挡块螺钉13A后，一方面继续随工作台返回，另一方面绕螺钉11顺时针…     

基于真空吸附技术的薄壁焊接工艺

论述了真空吸附技术在薄壁焊接工艺中的应用,通过设计专用工装,合理布置真空吸盘,实现工件的快速装夹;通过分析焊接工艺,优化流程,解决了薄壁件焊接时易变形的工艺难题,实现了薄壁件焊接变形控制的新工艺。