微小型座体零件的车铣加工技术

在对微小型座体零件结构分析的基础上,制定了基于车铣加工技术、以实现完整加工为目标的详细加工工艺路线.经过实际车铣加工试验,实现了微小型硬铝座体零件的完整加工.质量检测结果表明完全达到了设计要求.通过对大量实验结果分析,归纳出加工工艺规程及基本原则,还就其它相关问题进行了讨论.     

微小型救援机械手的轻量化设计

为了增强微小型救援机械手在狭小空间执行救援任务的能力,提高救援效率,增加机械手的灵活性,节约成本,在深入分析微小型救援机械手的结构特点和工作机理基础上,对微小型救援机械手进行轻量化设计。应用有限元分析软件ANSYS Workbench对关键零件进行了拓扑结构优化,得出了零件的拓扑形状,利用目标驱动优化方法得出了零件的基本尺寸,并用同样的方法对手臂腕部进行轻量化设计,轻量化后手臂总体质量减轻6.71%,总变形减小了24.9%,达到了优化目的。     

复杂曲面微小零件的微细切削工艺研究

微小零件由于尺寸微小、结构复杂、加工精度高,所以对加工工艺的要求极高。微细切削是微细加工技术中效率较高、工件材料适用范围很广的加工方法,在微小零件的加工工艺研究中特别重要。主要阐述了微细切削加工设备及刀具系统配置、微细加工的特点及工艺要求、复杂曲面微细切削加工刀具和参数的选择、复杂曲面微细切削加工的实际加工等问题,通过采用合理的加工工艺和走刀路线,可以实现微小型零件的高精度加工,满足微小产品的需求。     

基于iSight的异型内腔曲面加工装置导轨结构优化设计

导轨的变形是影响异型内腔曲面加工装置加工质量的主要因素之一,为降低导轨的最大挠度,提高工件的加工精度,提出了一种基于iSight多学科多目标设计优化软件环境下的导轨结构优化设计方法和仿真流程。为实现异型内腔曲面加工装置导轨结构的多目标优化设计,采用iSight和ANSYS参数化设计语言APDL创建一套导轨结构优化集成系统,并针对某异型内腔曲面加工装置的导轨,应用NLPQL序列二次规划算法对其结构进行优化。结果表明,导轨降低挠度效果明显,且实现了轻量化,优化结果合理,方法可行有效,在工程实际中具有较高的应用价值。     

薄壁弧形件装夹布局有限元优化

关于航空结构件加工变形控制的研究是高效数控加工研究的一部分。薄壁弧形零件加工中的弹性变形对加工质量影响很大,而装夹布局影响切削变形的大小和分布。以减少加工中工件最大弹性变形为目标,建立了弧形件铣削加工装夹布局的优化模型,采用商业有限元软件的设计优化模块进行计算。在对计算结果进一步分析的基础上,提出了最终的装夹布局方案,采用该方案可以得到整个加工过程中更低的变形量,变形分布更均匀,为采取相应数控补偿措施提供条件。优化方案和实际加工方案结果基本一致。所提出方法可推广至其他类型工件夹具布局优化设计。     

基于离散粒子群算法的复杂曲面微小零件切削参数优化研究

采用常规方法计算零件切削参数优化目标函数和约束条件时,忽略了生产效率和粗糙度两个变量,导致优化参数作用下的零件加工表面粗糙度较大和加工总工时较长。为提高生产效率和降低生产成本,提出了基于离散粒子群算法的复杂曲面微小零件切削参数优化方法,选择切削速度和进给量作为待优化切削参数,确定参数优化目标方向,对微小零件加工的功率、切削力、进给量及粗糙度等进行约束,利用粒子群算法求解优化目标和约束条件组成的数学模型,得到切削速度和进给量最优解。选择微小齿轮毛坯、铣刀及机床进行滚齿加工的对比实验,并采用设计方法和常规方法获取不同切削深度下的切削参数优化值。结果表明,设计方法减小了齿轮加工表面粗糙度,缩短了齿轮加工总工时,提高了滚齿表面质量和生产效率。     

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。     

薄板类零件加工精度可靠性分析及工艺参数优化

针对薄板类零件加工过程中加工变形导致加工精度低的问题,利用有限元法和高斯过程回归算法建立了加工变形预测模型,综合考虑机床运动误差与工件加工变形,对薄板件加工精度可靠性进行分析,建立了以加工效率和平均加工变形为目标、加工精度可靠度为约束的铣削加工工艺参数优化设计模型,并利用多目标优化算法进行求解,确定了协调加工效率和加工变形最优的工艺参数组合。案例研究结果表明,经优化设计后最低加工精度可靠度达到98.21%,平均加工变形减小21.14%,加工效率提高了4.18%,为薄板类零件铣削加工工艺参数选择提供了一种可行的方法。     

一种微小挠性零件的自动化精密装配系统

为解决具有挠性结构微小零件精密装配的问题,将基于机器视觉的精密测量技术、高分辨率非接触激光位移测量技术等应用到精密装配系统的研制中.设计了用于微小零件夹持的装置,实现了对微小挠性零件拾取、搬运、放置等操作;根据视觉系统测量得到的微小零件与目标位置的偏差,对微小零件水平面内的位置和姿态进行了调整;提出了装配微小零件挠性结构的接触控制方法,该方法通过激光位移传感器非接触测量挠性结构接触变形所引起的微小位移变化,实现了装配过程中垂直方向的精密接触控制;通过在作业机械臂上集成标定模板,实现了装配系统的自动标定.简要介绍了所研制的装配系统组成,并进行了微小挠性零件的装配实验.实验结果表明,微小零件装配的平行度、同轴度误差小于10 μm,挠性结构接触控制偏差为0.6 μm ～0.8 μm,装配精度满足使用要求.     

用增量式测量系统提高车床精度

Cranfield Precision公司旨在开辟全新高精度车床设计与开发的新天地,这种机床车削小型零件的外径和孔径时,可以在保持同一公差带内的几何形状精度与特徵的相互关系的同时,使加工精度达到±1μm。 为了使其Delta Turn40卡盘车床能够达到这种极高的精度水平,公司采用了Heidenhain(GB)公司的PP201R增量式测量系统(图1),从而消除了变形、刚度和垂直度对该车床加工零件时可能引起微小误差的影响。     

线切割机床加工铝件电极丝进电装置研究

针对普通线切割机床加工铝件常出现的问题,对普通线切割机床加工铝件的切割过程特性进行了研究.对普通线切割机床加工铝件时产生的Al2O3损坏机床电极丝进电装置导电块的避免方案进行了分析,提出了取消普通线切割机床电极丝进电装置导电块,重新设计普通线切割机床电极丝进电装置的方案.为提高切割效率,进电位置选在了两前导轮轴处;为避免在导轮轴处产生火花放电,腐蚀导轮,影响导轮寿命,对导轮结构进行改进,选择了加长导轮轴;为不影响导轮的运转,选择用石墨与轴接触,达到既能导电,同时还能自润滑以提高寿命.研究结果表明,改进后的普通线切割机床,在切割铝件时,可避免导电块的损坏问题,降低断丝、短路的机率,提高被切割铝件的表面质量.     

金属电化学线切割加工装置的设计及其实现

金属电化学线切割加工技术是利用电化学加工原理进行金属切割的一种新加工工艺。文中根据金属电化学线切割加工技术工艺原理,建立了制造工艺过程与设备机械之间的关系,设计并制作完成了该工艺装置。该装置主要由机床床身模块、运动执行模块、电解液系统模块、工艺装备模块4部分构成。     

罗茨泵转子数控线切割加工技术研究

根据罗茨泵转子结构特点，结合工厂设备实际，提出了一种用数控线切割设备加工转子型线的工艺方法，设计了一种简单、方便、快捷的双顶尖工装，该工艺方法可以应用于类似转子的加工。     

随动导丝及喷水机构大锥度高速电火花线切割研究

高速往复走丝电火花线切割机床大锥度（≥±5°）切割时,受到诸多因素的影响,尤其是电极丝采用导轮定位产生的结构误差的影响,加上切割时工作液不能很好地包裹住电极丝并随着电极丝沿倾斜方向进入加工区域,使其加工精度和表面粗糙度比直体切割时差很多,对于锥度零件的多次切割特别是大锥度零件的多次切割则显得更加困难,其根本原因是没有能够保持电极丝空间位置及稳定性的随动导丝器和喷水机构。为此,设计了一种随着电极丝倾斜能随动导丝并跟踪喷液的六连杆大锥度随动导丝及喷水机构。通过试验,在相同加工参数条件下,新型随动机构与现有机构相比,圆锥加工误差从80μm减小到40μm,表面粗糙度Ra从4.059μm减小至3.495μm,多次切割后加工精度可以达到25μm（锥度±20°,工件厚40mm）,表面粗糙度Ra达到1.670μm。     

枢轴旋转式喇叭嘴支撑装置设计与优化

针对目前柔性棒料高速动态跟随切割支撑装置结构复杂,振动和冲击较大等不足,提出了枢轴旋转式喇叭嘴装置支撑原理,对装置进行了机构学和动力学分析。通过对喇叭嘴槽宽进行多目标优化,减小了柔性棒料所受剪力矩、扰度,以及刀片和喇叭嘴在棒料轴线方向最大速度差,有利于提高切割质量;综合考虑设计加工误差对机构动态性能的影响,提出了合理的装置支撑布置方案,有效地避免了在支撑时段内来自机构的冲击振动。该装置结构简单,支撑稳定,可以满足高速动态跟随切割的需要,具有较高的实用价值。     

聚晶金刚石拉丝模拉拔过程的计算仿真

采用ABAQUS有限元分析软件对太阳能硅片切割丝拉制用聚晶金刚石拉丝模拉拔过程进行了运动仿真,根据拉丝模结构对称性的特点,选择1/2模型进行分析,并对模套的上下表面施加全约束来模拟拉丝的实际状况。通过计算获得了切割丝轴向应力分布图及所受最大轴向拉应力随时间变化曲线和聚晶金刚石拉丝模等效应力分布图及所受的等效应力曲线,并进行了分析总结。最后得出在拉拔加工过程中聚晶金刚石模芯所受的最大等效应力为6474MPa,从而为拉丝模模芯材料的选择提供了一定的理论依据。     

手提式钢缆激光切割系统的设计

介绍了一种手提式光纤传输钢缆激光切割系统。以脉冲固体激光器作为光源,采用光纤进行柔性传输,设计了切割钢缆的专用夹具,研究了钢缆的切割工艺。通过优化放电电流、脉冲频率、脉冲宽度、辅助气压等参数,该系统可满足直径12mm内的钢缆的切割要求,提供了切割钢缆的新方法。     

数控线切割加工空间曲面CAD/CAM技术研究

目前国内加工空间曲面零件通过采用锥度切割装置使电极丝倾斜一定角度来实现锥度切割,这种方法易产生的加工误差较大.论文在五轴联动数控线切割加工系统的运动分析的基础上,建立了直角坐标下空间曲面零件线切割加工成型的数控模型,阐述了利用G代码合成空间曲面的方法,提出了运用模块化技术设计空间曲面线切割五轴联动数控系统上位机软件设计方案,为空间曲面线切割CAD/CAM系统的研究提供了依据.     

线切割在燕尾槽加工中的应用

在进行燃机外环研制中,尝试用线切割加工外环燕尾型榫槽。此种工艺方法借助于大型工装来实现。其主要特点是精度高、工序少、变形小、加工中产生的应力较小,对薄壁件的加工有明显的加工优势。     

基于粗糙度形成机理的曲面高速铣精加工参数选用

为在曲面精加工中获得理想的表面粗糙度,通过分析表面粗糙度的形成机理,建立了粗糙度与走刀行距、进给率关系的数学模型;通过实验,建立了高速曲面铣削时粗糙度与加工倾角、主运动线速度关系的图谱,实现了在生产过程中按照加工目标的表面粗糙度确定相应的走刀行距、进给率、加工倾角、主运动线速度等加工参数.研究结果表明,该研究对提高加工...