基于夹具的工件自由度约束分析模型

夹具设计最主要的目的就是将工件精确定位.在定位过程中,工件自由度必须首先合理地受到约束以确定工件相对于刀具的正确位置.因此,分析工件的自由度约束情况是复杂定位方案设计甚至整个夹具设计的关键所在.本文基于刚体运动学,建立了分析工件自由度约束情况的定位原理数学模型,从而使得传统的定位原理从定性描述上升为数学定量表示,并为计算机辅助夹具设计系统的开发提供了基础理论.另一方面,以定位原理数学模型为基础,在UG软件系统环境下实现了夹具约束工件自由度分析系统的二次开发.     

基于刚体运动学的工件自由度分析方法

夹具设计最主要的任务就是将工件精确定位。在定位过程中,首先必须合理地约束工件自由度;其次在自由度受到约束的方向上,工件也只能在规定的范围内变动。因此,分析工件的自由度约束情况是复杂定位方案设计甚至整个夹具设计的关键所在。基于刚体运动学,文章建立了定位原理的数学模型,以定量分析工件自由度的约束情况。从而使得传统的定位原理从定性描述上升为数学定量表示,为计算机辅助夹具设计系统的开发提供了基础理论,并首次在UG软件系统环境下实现了夹具约束工件自由度分析系统的二次开发。     

冷却润滑参数对电磁自平衡电主轴温升影响的研究

高速电主轴高度紧凑的结构使其在服役过程中散热困难,常采用油雾润滑和循环水冷方式强制降温。以一种新型电磁自平衡电主轴为对象,研究了异步电动机、滚动轴承和电磁平衡头生热原理;分析了主轴系统传热机制;采用有限元热分析对170MD12Y16-EMAB45电磁自平衡电主轴进行了稳态温度场分析,研究了冷却液流量、压缩空气流量对电主轴最大温升的影响规律。结果表明:电磁平衡头对电主轴温升影响总体很小,电磁自平衡电主轴具有良好热特性;获得了最佳温控参数,为这种电主轴的优化设计和工程应用奠定了基础。     

偏心零件的加工工艺及夹具设计

文章以某食品机械厂一种偏心零件的加工需求为研究对象,针对偏心零件加工装夹麻烦,不易找正,容易产生误差,不适合批量生产的特点,设计制作了一种弹性薄壁套来进行定位装夹,并制定了该零件的具体加工工艺。目前阶段得出的结果表明采用弹性定位夹具加工时能实现偏心零件的快速装夹定位,且零件与定位夹具之间不会存在因装配间隙而带来的偏差。实践证明：该夹具使用方便、效率高、安全可靠,同时也降低了对操作人员技能等级的要求,具有良好的加工工艺性和经济性,也对今后偏心零件的加工有一定的借鉴意义。     

支承偏移的轴承套圈定位误差及补偿方法分析

提出一个关于测力传感器变形引起的定位误差补偿方法。针对磨削轴承套圈的电磁无心夹具,在前后两个支撑上分别安装测力传感器,当支撑径向定位轴承套圈时,测力传感器精确测量轴承套圈所受支撑力并发生相应偏移。通过分析无心磨削支撑与工件的位置关系和定位误差的变化规律,推导出测力传感器受力变形导致支撑发生偏移引起的定位误差的计算公式,并提出通过控制砂轮架进给的方法补偿定位误差。结果表明：测力传感器变形会影响套圈的加工精度,此方法能够补偿该定位误差。且通过对比补偿前后的磨削时间表明,此方法能提高轴承套圈外圆磨削效率。     

负载情况对电主轴温度场瞬态影响的有限元分析

电主轴以其体积小、结构简单、传动效率高等优点成为高精度、高自动化程度机床的核心部件。以车床电主轴为实例,从电机设计理论及摩擦理论出发建立了电主轴在间歇载荷情况下的热源模型,利用有限元方法对电主轴整体温度场进行了瞬态分析,得出了温度随时间变化的规律,为机床热变形误差补偿提供了理论依据。     

转子偏心对高速电主轴电磁特性的影响

电机主轴系统中定转子间不均匀间隙会在气隙磁导的作用下产生不均衡的电磁力,从而对电主轴的加工性能以及设备安全构成极大的危害。通过理论公式推导出气隙磁场的组成要素;基于气隙电磁场分析以及Ansoft有限元建模,对电主轴偏心电磁力进行了深入的研究,得出了气隙网格控制的一般条件以及不同偏心下气隙磁场的变化规律;研究了电磁力密度随偏心位移的增长趋势,并且分析了对电主轴电磁力特性起主要作用的是低次、奇数谐波。研究结果对实际工艺中主轴振动以及回转精度的影响提供了理论支撑。     

铝飞轮壳车削加工圆度超差分析与解决方案

针对某型号汽车发动机飞轮壳产品立车加工圆度超差问题,建立飞轮壳有限元模型,利用Altair Simlab与ANSYS Workbench等软件对工件在旋转状态下进行有限元仿真分析计算,得到工件的变形分布状况。结果表明:工件旋转产生的离心力引起的工件变形不是造成圆度误差的主要原因,而工件夹具系统偏心造成主轴轴承磨损产生间隙引起主轴的跳动才是最根本问题。根据最后的分析结果,针对夹具设计提出相应的改进方案。该结果可以为减少飞轮壳的加工圆度误差提供参考,提高产品的加工质量。     

高速电主轴电磁振动噪声多场耦合分析

为了研究电主轴电磁场特性对主轴振动及噪声的影响。通过有限元分析法,计算了电主轴电机的瞬态电磁场,并对电主轴电磁振动及噪声进行了响应分析;同时对正常运行的电主轴进行噪声实验,提取出主要的电磁噪声信号,经过分析处理后与仿真结果进行对比。结果表明,当电磁力波与定子铁芯二阶固有频率接近时,产生的电磁振动是最大的;且当电主轴在24000r/min转速下稳态运行时,电磁力产生最大噪声声压值的频率为13800Hz。通过实验与仿真的相结合,验证了电主轴电磁振动噪声多场耦合分析的结果是相对真实可靠的。     

主动磁悬浮电主轴系统建模与控制参数分析

为实现磁悬浮电主轴的稳定悬浮运行并满足加工精度要求,通过对某型号主动磁悬浮电主轴的结构和控制原理进行研究,在忽略主轴转子磁化和磁漏等非线性因素影响的前提条件下,通过对主轴转子在磁悬浮轴承中的受力分析,建立了磁悬浮轴承的电磁支承力与轴承气隙偏移量及控制电流的表达式,对基于不完全微分PID控制的磁悬浮电主轴系统的临界转速与磁悬浮轴承的电磁刚度进行了定量研究,得到不同PID控制参数下,磁悬浮轴承支承刚度随涡动频率的变化曲线及固有频率随PID控制参数的变化曲线图。研究结果为磁悬浮电主轴控制系统进一步设计使用和分析优化提供了依据。     

精密轴系的制造技术研究

分析主轴轴系的技术要求,综合运用热处理、工艺参数、尺寸链计算、工装夹具等方案,开发了一套精密主轴轴系的制造方案,保证了主轴轴系的高精度要求。     

陶瓷插芯微孔加工机精密主轴的结构设计

根据陶瓷插芯微孔加工工艺要求设计了加工机的主轴结构,并对其封装插芯零件的专用夹具进行了设计。该精密主轴的结构设计巧妙,内部为中空设计,可封装待加工零件和夹具,并可同时加工20个零件。将该主轴投入生产不仅达到了加工要求而且大大提高了生产效率,并为同类产品的设计提供了参考依据。     

模具电极用夹具的模态分析及结构优化设计

对模具电极用夹具利用ANSYS软件对其进行模态分析,得到系统的固有频率和振型,为模具电极用夹具的设计及动力学分析提供参考依据。利用ANSYS分析模块对模具电极用夹具结构进行优化分析,最优结果是:夹具的最大节点位移为3.32×10-3mm,最大节点应力为7.61MPa,总体积为2.14×105mm3,与优化之前的结果相比较,体积减少了33.1%。     

Process monitoring with sensory machine tool components

Increasing automation paired with demands from high speed and high performance cutting leads to the need for process monitoring methods which avoid faulty or destructive conditions. This paper describes new monitoring methods using a sensory machine tool. By integrating a sensing fixture and an adaptive sensory milling spindle the process and workpiece behavior can be observed from both sides of the process. Interaction of these components allows new monitoring capability. A new concept for sensor fusion results in methods for automated self-calibration and a detailed insight into the process. Effects from spindle, workpiece and process dynamics can be separated.     

动臂镗孔卧式双面8轴数控专用机床研制

针对装载机动臂尺寸大、各组孔系加工精度高、普通镗床和浮动镗床加工装夹困难、精度难以保证等工艺问题,设计了工序集中、一次装夹可以完成4组8个孔加工的卧式双面8轴数控专用机床。介绍了机床的总体结构、工作原理和技术参数,重点阐述了机床镗削头与主轴箱、夹具系统和复合镗刀杆的设计。该机床主轴间距自动可调,可完成多型号动臂零件孔距变化的要求,是动臂镗孔高效加工的理想设备。     

基于VERICUT环境下的加工仿真的研究

VERICUT通过对NC代码的校验，能够防止机床碰撞，提高生产效率和精加工质量、优化NC代码：可以模拟加工过程并进行检测。随着CAM技术和CNC的广泛应用，VERICUT将在虚拟加工仿真领域发挥着重要作用。     

一种新的卧式加工中心工作台常压系统的研究

介绍了一种卧式加工中心常压工作台结构,卧式加工中心是机床中自动化程度较高、工序较为集中的机床之一。应用传统的夹具在一定程度上限制了卧式加工中心优越性的发挥,采用工作台通油技术,为夹具提供动力,保证夹具动作的完成,从而增加了卧式加工中心的使用范围及自动化程度。实践证明:该技术设计合理、实用性强、可靠性高。     

曲轴圆角滚压偏心夹具的设计

本文以某型发动机曲轴为研究对象，设计了一种新型曲轴圆角滚压偏心夹具，既能保证滚压加工精度，又能提高工效。其结构型式可为其它类型曲轴的圆角滚压夹具设计提供有益的参考。     

厚板铰链无芯卷圆工艺及模具设计

从影响卷圆的因素入手,详细分析介绍了两种卷圆的工艺方法和模具结构设计,特别强调应用预弯工序来减少卷圆工作量,这是厚板小内径制件进行无芯卷圆的一把钥匙,从而突破了相对卷圆直径d/t≥4的限置,扩大了厚板无芯卷圆的范围。     

非真空中频感应电炉熔炼蒙乃尔合金

采用增大中频无芯感应电炉的功率质量比，提高电源频率和预埋石墨坩埚等手段，加快了电炉的熔化速度，缩短了熔化时间，降低了蒙乃尔合金的含气量和有害杂质，实现了蒙乃尔合金在非真空中频感应电炉条件下的熔炼。