基于ANSYS分析的液压动力卡盘力学性能的研究

目前,我国液压动力卡盘的研究相对落后,特别是力学性能研究的缺乏严重影响着卡盘夹紧力和传递精度的提升,这严重制约着我国数控机床的发展,因此对液压动力卡盘力学性能的研究迫在眉睫。提出基于ANSYS软件分析液压动力卡盘力学性能的方法,对楔心套、盘体、滑座及工件的接触方式进行定义,对螺栓连接进行模拟,对工作载荷下卡盘的应力和位移进行分析,为后续失效性等的分析奠定基础。另外,利用ANSYS软件对夹紧力进行分析,并与试验结果、理论计算进行比对,验证所提出的力学性能分析方法的正确性。     

液压动力卡盘的力学分析

针对现存数控机床配套卡盘普遍存在的由于基础理论研究相对匮乏导致的设计不合理现象,首先介绍液压动力卡盘工作平台的结构及特点,建立液压动力卡盘的静力学计算模型;根据转动时离心力会导致静态夹紧力损失的现象,建立液压动力卡盘动态夹紧力模型;并在验证液压动力卡盘静态和动态模型的基础上,分析参数中摩擦因子对装夹精度的影响。这为液压动力卡盘的设计提供了理论基础,具有较好的应用价值。     

动力卡盘的设计与计算

文章介绍了三爪动力卡盘的工作原理及其设计计算.通过力的平衡方程,得出夹紧力与推拉力的关系.讨论了夹紧力和极限转速是卡盘设计的理论基础.     

轴箱体内孔加工圆柱度超差分析及夹紧力计算

在轴箱体零件加工过程中存在内孔圆柱度超差现象。初步分析认为是四爪卡盘夹紧工件引起的夹紧变形所致。文章分别分析计算了在一定切削用量下精车轴箱体端面及内孔时需要的夹紧力、用四爪卡盘夹紧工件实际产生的夹紧力及其引起的变形，利用材料力学、弹性力学相关定律，推导出由夹紧变形引起的形状误差的计算公式，确定了轴箱体内孔加工圆柱度超差的原因，并提出了改进措施。     

大孔径气动卡盘的研制

依据气压传动原理,研制了一种用于具有主轴定位功能的大型CNC车床配套的大孔径气动三爪自动定心卡盘.不同于国内现有气动卡盘,新研制的大孔径气动卡盘体为环形,卡盘体内设有创新设计的夹紧力调整装置和卡爪夹紧位置传感装置,卡爪快进和慢进双程驱动.其夹紧力调整装置、卡爪夹紧位置传感装置和卡爪双程驱动均为机械结构,性能可靠,调整便捷.文中详细论述了大孔径气动卡盘主要的设计创新点、关键部位的结构设计制造要点.     

一种内置式弹簧顶尖与端面定位弹性卡头液压夹紧卡盘

介绍一种结构紧凑的内置式弹簧顶尖与端面定位弹性卡头液压夹紧卡盘,可以增加机床加工工件的长度,进行精确的轴向和径向定位,夹紧力稳定、可靠,并用实例说明了卡盘的应用效果。     

锻造操作机钳杆机构的动态分析

采用SolidWorks和ADAMS软件建立了锻造操作机的虚拟样机模型,用虚拟样机技术对钳杆机构进行了仿真分析,精确得出操作机设计所需的重要参数,计算了夹紧力的大小和驱动力矩的变化规律,合理地减小了夹紧缸的直径,为操作机的其他部分提供了更多的设计空间。在仿真结果的基础上,采用ANSYS软件对钳臂进行了优化设计,降低了节点的最大应力值。     

钳口夹紧机构的优化设计

介绍了大型锻造操作机的钳口夹紧力的计算方法。以保证钳口夹紧力要求条件下夹紧缸作用力最小为优化目标,建立了夹紧机构优化设计的数学模型,采用遗传算法对钳口夹紧机构参数进行了优化设计。分析结果表明,优化后油缸推力比原来降低了22.8%。     

双边同步驱动焊接夹具设计

针对两根薄壁圆管工件的激光对接焊接进行夹具设计,工件由高精度主动卡盘和从动卡盘分别固定,由伺服电机经过同步轮对卡盘进行同步驱动。采用人工上、下料,从动卡盘通过线性滑轨与主动卡盘对齐,保证位置精度。调节滑轨上的丝杆将两个卡盘夹紧,从而将两根薄壁圆管工件夹紧。     

钢管端面铣头倒棱机夹紧机构的优化设计

夹紧机构是全自动钢管端面铣头倒棱机的重要组成部分,它要对平头倒棱的钢管夹紧,保证钢管在加工的过程中不发生振动、位移和周向转动。本文对夹紧机构进行了系统的研究,分析了各杆件之间的参数关系,并运用ADAMS软件对夹紧机构进行优化设计。通过分析,在不改变夹紧机构整体尺寸、仅改变内部杆件尺寸的情况下,气缸优化后的最大推进力减少了36．0％,平均推进力减少了21．0％,大大节省了能源。     

车床动力卡盘电液比例扭矩加载系统的建模与分析

可靠性快速试验是研究车床动力卡盘夹紧可靠性的实用方法,动力卡盘的可靠性主要受夹紧扭矩的影响。采用电液比例溢流阀控制加载泵输出压力来控制施加到动力卡盘上的扭矩,建立了扭矩加载系统的数学模型,并利用MATLAB软件对电液比例加载系统进行了仿真分析。仿真结果表明:系统传递函数能有效地表征加载系统输入电压与输出扭矩的关系,系统动态性能满足快速可靠性试验要求。     

液压动力卡盘综合试验机的开发

由于动力卡盘存在使用寿命短、易故障的缺点,严重影响了我国高速高精机床的生产及应用。针对存在的问题,研发液压动力卡盘综合试验机,旨在更加高效地检测液压精密动力卡盘各项性能指标,为动力卡盘综合性能的提升奠定基础。对液压动力卡盘的结构进行介绍,主要从主轴基本参数、液压系统和检测系统装置三方面对液压动力卡盘综合试验机总方案进行设计,通过对比采集得到的测试机的性能指标数据,验证了液压精密动力卡盘几何精度、卡盘精度、1μm高速夹持精度、夹紧力和极限转速等项目检测要求。这为提高高速精密动力卡盘的各项性能指标奠定了良好的基础,具有较好的应用价值。     

一种高精密液胀定位夹具的优化设计

考虑到薄壁套筒的薄壁长度、厚度,薄壁套筒环状凹槽的深度以及薄壁所受液压力的大小对工件的变形量、定位精度和夹紧力会造成影响,应用ANSYS平台对液胀定位夹具进行有限元建模,分析得出了薄壁套筒薄壁长度、厚度等参数对工件夹紧变形的影响规律,并且通过对目标进行结构优化设计,获得了优化的结构参数,优化后的结构使得液压油密封性能更好,工件和薄壁套筒变形更小,同时能够得到良好的夹紧力矩。结果表明:工件的变形量从1.5μm减小到0.9μm,薄壁套筒最大应力由292.88 MPa减小到282.34 MPa,薄壁套筒两端结合面径向变形由11.8μm减小到8.6μm,夹紧力矩由124.36 N·m减小到67.33 N·m。     

联轴式扭矩传感器弹性体的优化设计

扭矩传感器是一种能够将扭力信号转换成电信号的测试仪器,弹性体的结构尺寸是影响扭矩传感器灵敏度的重要因素。在弹性体受力分析和静力学分析的基础上,利用ANSYS Workbench中的Design Explorer模块对弹性体进行了结构优化,通过计算相关参数的敏感性和设计变量的响应确定了合理的优化方案,最终得到优化结果。在满足强度的条件下,增加了弹性体的应变量,从结构方面提高了扭矩传感器的灵敏度。     

特种车辆前桥组合焊接设备设计

根据特种车辆不同型号的前下弧钢板与齿轮室焊接的角度及尺寸要求,设计了特种车辆前桥组合焊接设备。该设备通过齿轮、齿条带动卡盘做轴向移动,齿轮室安装在卡盘上,通过卡盘安装角度保证齿轮室的焊接角度,并通过快速定位夹紧机构及互锁机构保证了齿轮室与前下弧钢板的角度及空间尺寸位置的公差要求,该设备具有定位准确、拆卸方便的特点,从而满足了柔性化生产需要,提高了工作效率。     

基于ADAMS锻造操作机钳杆机构的优化设计

通过对锻造操作机钳杆机构工作原理的分析,确定了设计变量、约束条件并建立了目标函数,同时也确定了以夹紧力最大为主要设计目标的数学模型.将所确定的设计变量、目标函数转化为ADAMS函数语言,并对该机构进行了参数化设计以及优化计算,找到了影响夹紧力的主要因素,得出了在夹紧力最大为2.2044e 005N时,机构杠杆大臂长度L=1.8762m、小臂长度l=0.6616m,得到了钳杆优化过程夹紧力变化曲线,对ADAMS优化功能的一些问题做了介绍.     

新型钢管打捆机械手末端钢带夹紧机构的研究与设计

末端钢带夹紧机构是新型钢管打捆机械手的重要组成部分,通过对钢带夹紧机构的理论分析和力学研究,将夹紧机构设计为增力装置,采用单臂铰杆-双臂铰杆-杠杆串联组合方式实现三次增力,既减少了机构尺寸和空间,也为了获得较大的增力比。分析了夹紧机构控制系统的工作过程,采用自动和手动两种控制模式,设计了机构控制电路和PLC控制程序。通过模拟测验,该夹紧机构可良好的完成对钢带的夹紧与松放功能。     

薄壁套类零件精密磨削夹具

薄壁套类零件的装夹变形和夹持精度,是夹具设计时需重点关注的问题.文章针对具有代表性结构的液压挺杆类零件,提出了采用弹性卡盘结构来解决工件装夹问题.对于夹持工件的长度不同和夹持直径的不同,设计出两套弹性卡盘.利用内圆磨床自身具有的动力源,采用工件主轴内装推杆,轴向推动夹具中弹性盘产生变形,完成工件的安装,当工件安装到位后,弹性盘卸载复原,产生径向夹持力,实现工件的定位夹紧.     

用载荷继电器精确控制机械扳手的输出扭矩

我厂过去在六角车床上加工汽车转向纵拉杆,夹具采用手动三爪卡盘。对于加工这种圆筒形薄壁工件来说,夹紧力稍小就夹不紧,夹紧力太大了又造成工件变形严重。夹紧力完全取决于操作工人的体力状况和经验,很不稳定。 一九七四年,我厂投产了一台加工汽车转向纵拉杆的鼓轮式组合机床(见本刊1977年第3期),我们使用载荷继电器来控制自动送进机械扳手的输出扭矩,从而精确地控制了螺旋夹紧虎钳的夹紧力。 我厂建厂以来一直采用电流继电器来控制支架式机械扳手的输出扭矩,即使是在对夹紧力要求并不严格的场合,也经常出现夹不紧,或者因夹紧力过大而损坏夹具的现象。而按照机械扳手的额定输出扭矩来计算或使用,按理不应当产生上述现象。长期的生产实践说明用     

正倒立车设计及关键技术研究

为实现盘类零件的自动化加工,设计具有上下双主轴的正倒立车的主机结构及机械传动机构。为克服卡盘卡爪间隙导致的工件轴向跳动误差,研究斜柱后拉式卡盘的工作原理,推导其夹紧力和后拉力的计算公式。为实现正倒立车自动化下料功能,在刀架的工位上设计气钳机构,并研究具有气钳机构刀架的刀具干涉图。设计正倒立车控制主轴卡盘和刀架松开夹紧动作的液压气动系统。以汽车刹车盘零件为典型应用实例,分析基于正倒立车的盘类零件的加工工艺。