面向轮胎模具加工的高速铣床Z轴结构的轻量化设计

针对轮胎模具加工中可能会出现过切、台阶频次较高等问题,对Z轴滑枕结构进行了轻量化设计。同时,分析了Z轴结构影响特性数学模型,提出了一种通过降低电主轴功率提升机床精度和动态性能的措施。结果表明,优化后的结构,重量减少了33%;Z轴的行程提高了20%;XZ和YZ垂直度分别达到了2.1μm/m和4.1μm/m;Z轴的双向定位精度达到了1.7μm;Z轴的双向重复定位精度达到了0.8μm。加工试验结果表明,优化后机床可有效解决加工中台阶问题,提高机床加工精度和工艺范围。     

多轴激光强化机床精度分析及后处理应用

为满足模具行业对激光强化设备的需求,研制了一台多轴激光强化机床。在普通三轴数控机床基体的基础上,对原机床主轴部位进行改进,加入两个旋转轴、激光器及CCD观察系统。采用激光干涉仪对机床运动轴的定位精度和重复定位精度进行测量和补偿,分析机床各运动轴的运动和激光加工的特点,结合UG NX后处理编辑工具对多轴激光强化机床的后处理进行了理论分析和实验验证。结果表明,补偿后机床的定位精度不大于0.05mm,重复定位精度为0.02mm。根据现有模具,运用研制的UG NX后处理进行编程,导入到机床中,实现了激光表面强化处理。这一结果证明了试验激光加工机床及后处理的可行性,对普通机床升级到激光加工设备是有帮助的。     

自由曲面薄壁类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,提出结构模块化仿形定位/支撑,真空吸附夹紧的装夹理念,即由夹具定位/支撑点包络的曲面与被加工曲面的形状保持一致,真空吸附保证这些区域夹紧力均匀。开发曲面薄壁件的夹具系统模型,提出关于曲面薄壁零件等效刚度的概念。通过ANSYS的APDL语言和模拟退火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,从而提高薄壁件的等效刚度。通过对曲面工件进行模拟仿真,证明上述方法的可行性。