快速设计专用夹具的方法与技巧

从夹具设计原理中的工序加工要求与其所应限制的工件自由度、工件的定位方式与其所限制的工件自由度到应用三维软件的设计技术二个方面来阐述快速设计机床专用夹具的方法。     

夹具用一面两孔定位的误差分析

机器中的箱体常以一面两孔在夹具中定位进行加工。即使夹具的制造与安装都达到了要求的精度,并忽略工件夹紧变形的影响,加工后的一批工件也会产生一定的误差。在夹具设计中常把这种加工面相对其工序基准的位置误差称为定位误差。以△D表示。而用尺寸调整法加工时,可认为加工面的位置是固定的,在这种情况下,加工面对其工序基准的位置误差,必然是工序基准的位置变动所引起的。实质上定位误差就是加工时,工序基准在加工尺     

夹具定位元件起始基准与加工精度

工件的加工精度与夹具设计时工件定位基准的选择、夹具对刀元件及定位元件位置的确定密切相关.本文讨论如何确定它们之间的关系,以避免由于夹具定位元件的制造误差而降低工件的加工精度.     

机械加工中工装夹具定位方法设计研究

进行机械加工中,工装夹具的定位设计,从本质上讲,要根据夹具定位元件和工件某些基准检进行元件的接触点的设计,例如,在工件选择的过程中,做好定位基准选择的相关环节控制,实现对工件自由度的有限控制。有效限制基本原则是将加工过的表面进行定位,同时按照粗基准和精细基准两个部分的工序完成毛坯表面的定位设计,包括夹具定位元件接触部分和没有加工过的毛坯表面等,都属于机械加工工程定位设计范畴。该文围绕机械加工与工装夹具的定位设计展开研究,对于工装夹具定位设计的定位基准选择进行论证。     

车床主轴箱体采用不同定位基准的孔径加工精度的仿真

针对某型车床主轴箱体孔径加工的特点和采用不同的定位基准对孔与孔之间的位置精度的直接影响,选择3种不同的定位方式来进行对比,即以较大的孔为定位基准、以较小的孔为定位基准和孔之间互为基准进行仿真,选择最佳的定位基准来提高某型主轴箱体主要孔径的加工精度。研究结果表明,采用小孔为定位基准来保证孔与孔之间的位置精度优于较大的孔为定位基准。     

大型薄壁件的多点支承/定位方法研究

为了解析工件的加工变形与其多支承/定位点布局之间的内在关联,提出了一种新颖的多点支承/定位布局优化方法。利用有限差分方法表征加工变形敏感度的思路,建立了工件加工变形对于支承/定位点布局的解析敏感度表达式,沿减小加工变形最敏感的方向调整支承/定位点分布,可以有效抑制工件加工变形、改善工艺系统刚度。以常见的大型薄壁件的多点支承/定位为研究案例,使用提出的方法对其多支承/定位点初始布局进行了搜索,以此作为全局优化初值,并对优化后的工件加工轨迹变形计算结果进行了比对,结果表明,工件最大加工变形被控制在0.669 4 mm内,相对优化前的1.022mm减小了34.5%,由此验证了该优化方法的正确性与合理性,并且为多支承/定位点布局优化的创新思维模式提供了理论指导。     

大型薄壁件多点定位的初始布局优化算法研究

为了抑制大型薄壁件加工过程中传统"N-2-1"定位原理的支承/定位能力局部失效的现象,以满足工件夹紧力和外形定位精度为目标,并基于支承/定位资源约束,提出了跟随加工区域布置定位点的"X-2-1"多点支承/定位方法,该方法不仅能保证工件加工过程中的夹持可靠性,而且能实现对工件不同加工区域定位误差有针对性的重点防控。实验结果表明:使用该方法计算得到的工件最大定位误差小于0.2mm,远远优于传统均布支承/定位点在相同实验条件下实验件0.8mm的最大定位误差,从而抑制了工件外形定位误差对加工质量的扰动。提出的支承/定位点初始布局方案可为进一步的全局优化,并以此控制工件加工变形、提高工艺系统刚度,最终改善加工质量奠定基础。     

夹具的定位误差模型

建立了定位元件公差和工件定位误差之间的映射模型，利用该映射模型，给定工件的位姿精度，进而确定定位元件的公差要求；而给定定位元件的公差，可以确定完全定位、欠定位和过定位时工件的位姿误差，一旦工件的位姿误差确定后，利用该模型可以确定工件上一系列评价点的位置误差。     

关于完善六点定位理论的研究

针对一般资料对六点定位原理的建立与解释中存在的模糊概念,本文提出引入自由刚体运动理论的观点,从而深化和完善了六点定位理论,建立了定位支承点与工件自由度的对应关系。     

夹具定位原理新探

针对一般资料和教材中对夹具六点定位原理的建立和解释中存在的模糊概念,提出引入自由刚体运动理论的观点,从而进一步深化和完善了六点定位理论,建立了定位支承点与工件自由度的一一对应关系。     

一种自定心液压扩涨式磨床心轴设计及其精密制造

设计一种新型的自动定心液压扩涨式磨床心轴,具有很高的定心精度,定位表面的径向跳动量能控制在0.002 mm以内,而且其装卸工件方便,夹紧可靠,稳定性好.分析了关键零件的设计要点,介绍了保证制造与装配精度的工艺方法以及使用的要求,通过实际生产运用,能满足高精度薄壁零件的加工要求.     

夹具对箱体加工变形影响研究

以某发动机箱体结合面的铣削工序为研究对象,采用有限元法模拟分析了夹具布局和夹紧力对箱体加工精度的影响。首先建立了箱体铣削力模型,计算了铣削力。箱体加工采用3-2-1定位方式,在夹紧力相同的条件下,改变夹紧的位置,采用有限元法,计算和分析了夹具布局对箱体加工变形的影响,从而确定了箱体铣削加工中夹具的位置。在此基础上,仿真分析不同夹紧力下箱体的加工变形。研究结果为发动机箱体加工中夹具布局和夹紧力确定提供了参考。     

可调节气囊提高航空薄壁件加工精度的研究

以前机匣为典型零件,提出了提高航空薄壁件加工精度的可调节压力气囊支撑系统.系统采用正交分析法,对薄壁件进行切削有限元仿真,分析比较了薄壁件在不同工装参数下的切削变形,并研究切削点变形随工装参数的变化趋势.由此对薄壁件工装进行优化,优化后因工装参数引起的误差可减小60%以上,直接对航空薄壁件加工提出指导性意见.在优化的工装基础上,提出了使用可调节压力气囊作为支撑,根据切削点的变形情况使用不同压力的气囊,装夹变形可在优化后基础上再次减小40%以上,从而减小让刀变形、控制薄壁件的加工精度.     

基于显式动力学的某变速器振动噪声分析

基于显式动力学方法,利用LS_DYNA对某变速器各轴系的振动进行了动力学分析.建立各轴系动力学有限元模型,获取了各轴系轴承部位的动态激励.在此基础上,利用边界元法对轴承激励下的变速器壳体边界元模型的振动噪声进行分析,获取了壳体表面的噪声分布,为变速器的噪声分析提供了一种新方法.计算结果表明,主要的辐射噪声集中在主减速器和变速器支承轴端区域,应在壳体侧面增设加强筋,或者增加现有加强筋厚度来降低壳体的噪声水平.     

2节点6自由度直梁单元

利用构造形函数的方法,得到了2节点6自由度直梁单元形函数表达式,运用变分原理,对梁单元的总势能进行变分导出梁单元的刚度矩阵和节点荷载列阵.以集中荷载作用下的Winkler基础梁为例,分别用2节点4自由度和2节点6自由度梁单元的有限元法计算了梁中点的位移和截面弯矩,计算结果表明:在相同精度的条件下,用2节点6自由度梁单元的有限元法有利于提高计算效率.图4,表1,参12.     

反求工程中散乱点云的数据预处理技术

提出了一种基于散乱点云的数据预处理方法.该方法包括四个部分:对散乱点云进行Dirichlet域分割并在此基础上进行三角剖分;在各个三角域中寻找中心点,以其为原点建立局部坐标系并采用正态分布模型进行噪声点删除;利用在三角网格上构建B-B曲面进行数据平滑处理;对漏测的数据点进行补全处理.数据点经过上述处理后能基本满足后续的曲面曲线的重构要求.     

钢筋混凝土空间梁单元刚度矩阵研究

采用2个节点和7个自由度的形式描述钢筋混凝土(RC)空间梁单元的变形,进而导出梁单元应变矩阵B,并根据一般刚体计算公式得出RC梁单元刚度矩阵Ke.与此同时,考虑了三种情形下,即不考虑横向剪切、考虑横向剪切和考虑横向箍筋时的Ke的显式.实例证明箍筋能使承载力提高15%～20%.     

基于接触单元法的复杂机构有限元分析

针对混合臂式高空作业车作业臂的复杂构型,提出以三维接触有限元方法分析其强度.为了验证三维接触单元建模方法的有效性和分析影响结构应力分布的因素,首先以此方法对简支梁进行强度分析,并与传统的自由度耦合法、界面单元法和理论解析方法的分析结果进行比较.结果表明:接触单元法具有更高的精度;接触摩擦系数和接触刚度因子对全局应力分布的影响很小,与理论分析结果的最大误差小于7%,而接触面间穿透量的允许误差因子的影响可以忽略.最后使用包含摩擦的接触单元法建立作业臂的有限元分析模型,其中的液压缸支撑采用实体单元和弹簧单元综合建模的方式.通过与实验结果进行比较发现,有限元分析结果的误差低于15%,证明了此分析方法具有良好的精度和实用性.     

一种简单有效通用的厚、薄板壳元

提出一种简单有效的四边形平板壳元，它由基于Ｍｉｎｄｌｉｎ板理论的平板弯曲元与带有平面内转动的平面膜单元组成。单元中每个结点有六个自由度，易于模拟复杂的壳面连接和易于与别的带有转动自由度的单元相容，此种板壳元能顺利通过弯曲，膜小片检验，无剪切和膜“锁住”及多余零能模式，计算方法简便，适用范围广，且计算精度十分理想，具有广泛的应用前景。     

汽车制动总泵缸体加工工艺分析

制动泵作为汽车制动系统的关键零部件,在工作过程中与活塞组成一对精密偶件,对其接触表面质量要求高．由于泵缸体结构复杂且为深盲孔,加工过程易出现孔径尺寸超差、有锥度、排屑困难等问题．所以根据制动泵缸体的结构特点制定了泵口成型加工、钻安装孔、铰内孔、油杯座加工、出油孔加工、加工内孔钩槽、补偿孔加工、珩磨内孔的加工工艺方案．生产实践表明该工艺方案可行,达到设计要求．