面向机器人铣削加工的铣刀姿态动力特性研究

针对铣刀对机器人铣削稳定性的影响,采用回归模型与耦合子结构分析(receptance coupling substructure analysis,RCSA)方法,建立了考虑交叉耦合频响函数的不同刀具姿态动力学模型。通过设计激励试验来测量期望的频响矩阵,将实测频响矩阵与多自由度模型拟合,减少了模态参数的数量。采用多任务高斯过程(multi-task Gaussian process,MTGP)回归模型挖掘不同模态参数之间的物理相关性,与普通单任务高斯过程回归模型(single-task Gaussian process,STGP)相比,所提模型减少了MTGP所需回归模型的数量,提高了预测精度和鲁棒性。通过工业机器人的冲击试验验证了所提方法的有效性。

五轴航空轮盘榫槽拉削装备静态精度计算与分析

五轴航空轮盘拉削装备作为航空涡轮盘榫槽核心加工设备,其静态精度对榫槽加工质量有重要的影响。以五轴数控榫槽拉床为研究对象,基于多体运动学原理,考虑42项制造装配误差和随机定位误差,构建了五轴航空涡轮盘榫槽拉床静态几何误差运动学模型。运用齐次坐标变换方法推导了静态几何误差公式,采用蒙特卡洛方法仿真计算误差概率及分布。基于此结果,通过设定几何误差灵敏度指标,定量分析各项几何误差对静态精度的影响,获得6项影响静态精度的关键几何误差,为优化五轴航空涡轮盘拉床静态精度提供了一定的理论依据。

燃机涡轮盘榫槽拉削工艺研究

燃机涡轮盘是燃气轮机的重要零部件之一,为保证轮盘叶根装配用榫槽制造精度,研究了某型燃气轮机涡轮盘枞树型轮槽的加工工艺。针对燃机涡轮盘榫槽的加工,分别从轮槽加工和加工方式进行分析,确定采用拉削工艺进行榫槽加工;根据叶根槽的尺寸要求进行拉刀设计与制造;根据涡轮盘外形尺寸设计相应的夹具工装,固定涡轮盘形成稳定的加工状态;设计制造相应的量具和通止规;通过试块与试验盘的拉削试验分析试件表面粗糙度和尺寸误差,确定拉削工艺参数,最终实现涡轮盘榫槽的拉削加工,并在制定工艺过程中协助完善叶根槽的结构,开拓枞树型轮槽拉削加工技术。

基于永磁交流伺服同步驱动的拉床控制系统

目前国内的拉床多采用液压驱动,针对其存在加工质量(精度和光洁度)不佳、能源浪费和环境污染等的问题,在技术成熟和性能优越的永磁交流伺服系统的基础上,设计了一款基于永磁交流伺服系统同步驱动的拉床系统。首先给出了电伺服同步驱动的立式内拉床的机构图,并对该机构图的性能特点进行了分析。重点阐述了主溜板伺服同步驱动系统、调刀伺服驱动系统和拉床控制系统软件设计方案,并采用共享指令的同步控制策略来确保拉床同步性能。最后,以立式内拉床为对象,在20 t的负载力下进行了试验测试。测试结果表明,设计的基于永磁交流伺服同步驱动的拉床控制系统具有成本低、可行性好、同步性能测试稳定、加工精度高等优点,对国内拉床的发展具有一定的指导意义。

涡轮盘内榫槽精密数控拉床的研发与应用

一、研发背景榫槽是航空发动机、燃气轮机等关键部件中涡轮盘连接叶片的关键结构,数量多、精度要求高。涡轮盘材料为高温合金,如钛合金、镍基合金等,单位切削热力大,热力耦合剧烈,造成了切削变形大,刀具寿命低,其高效精密制造技术一直是研究前沿。拉削工艺在加工高精度要求的多个重复结构等方面具有突出优势。

内孔拉削动态负载计算模型

针对圆孔拉削负载计算误差大、负载动特性预测精度低的问题,综合考虑圆孔的圆弧效应、刀齿的刮削效应以及刀齿与工件接触的周期特性,建立计算和预测拉削负载模型.基于Johnson-Cook模型,对每个刀齿的切削剖面进行详细划分,计算圆弧效应对拉削负载的影响.针对刀具与工件的接触状态,考虑拉削过程中每个刀齿切削与刮削占比不同的效应,进一步优化拉削负载计算模型.考虑刀具与工件接触过程中刀齿数周期变化的特性,将拉削过程分成3个阶段(工件与刀齿接触初期、工件与刀齿完全接触时期以及工件与刀齿脱离时期).仿真和试验结果表明,所建立的拉削负载计算模型能够准确描述拉削负载动特性,平均计算误差小于13%.

拉槽机偏心工艺装备设计应用

基于CECE70-2-425-APC机电拉削机床的加工性能拓展,查阅资料、调研及与设备供应商沟通交流等多种渠道获取拉槽机工艺装备的改进方向,寻求该类型定位工艺装备设计、制造的相关技术。论证偏心定位工艺装备的可行性并确定设计方案。设计偏心定位工艺装备图样,试制并试验验证、改进应用。

虚拟样机技术在数控深孔螺旋拉床整机设计中的应用

利用proE在数控深孔螺旋拉床整机设计中建立模型,并依靠其组件mechanica对设计中的关键零件进行分析。在机床某些零件的设计中需考虑变因素,如主轴联轴器处的变形。由于在设计中要求拉杆穿过主轴内部,而主轴尾部需要使用依靠挤压变形传递扭矩的联轴器,太大的间隙致使拉杆外径一定的情况下主轴内孔壁变薄,太小间隙则使主轴和拉杆也被挤压到一起,经过分析则可以得到优化后的间隙选择。

振动拉削系统振幅衰减特性分析与实验研究

为了探究振动拉削中导致激振幅值衰减的主要因素,以双伺服阀电液激振拉削设备为研究对象,综合考虑双阀电液激振系统动力学特性,以及拉刀多齿接触效应、工件尺寸参数等影响下的动态拉削力特征,建立了振动拉削过程中的激振系统模型;再分别通过理论计算及系统实验,对比研究了电液激振器在非线性负载扰动下实际输出力和输出位移的衰减波形,为振动拉削激振系统参数优化提供理论指导和实验依据。实验结果分析表明:振动频率是导致系统振幅衰减的主要因素,而动态拉削力通过影响激振缸活塞的运动特征使得输出波形的峰值衰减,甚至使位移振幅趋向于0。

高速拉床液压系统拉削振动特性分析

由于拉削振动力对拉床液压系统的平稳性和拉削加工的质量影响较大,根据正交切削力模型及微元法,文章建立了拉刀单齿的拉削力模型,并根据拉刀实际拉削的最大齿数变化规律,建立了拉削振动力模型和基于拉削振动力的拉床液压系统模型,利用AMESim软件仿真分析了拉削振动力作用下拉床液压系统的平稳性,对不同齿距、不同拉削速度以及不同脉冲比下,拉削振动力对拉床液压系统稳定性的影响进行了分析。设计子拉床液压系统拉削振动特性的测试试验方案,通过试验验证了仿真分析结果的准确性。

换枕机扒砟过程道砟阻力特性研究

根据散体力学原理分析换枕机扒砟过程扒齿受力情况,得出影响换枕机扒砟过程道砟阻力特性的主要因素为道砟密实度及扒砟速度;应用离散元软件EDEM建立道床离散元模型对换枕机扒砟过程进行仿真,仿真分析换枕机在不同扒砟速度下不同扒砟阶段的道砟阻力变化规律,得到扒砟速度与扒砟过程道砟阻力的关系,明确了换枕机扒砟过程道砟阻力特性,进而得出基于换枕机工作效率条件下的最大道砟阻力值,为换枕机结构强度设计及其液压系统稳定性研究奠定基础。

振动拉削双阀激振系统输出波形稳定性分析及实验研究

为了分析振动拉削系统在加工过程中电液激振输出幅值稳定性问题,首先引入流量耦合线性模型和拉削负载力模型,构建了双阀激振系统的传递函数,推导了系统输出位移和输出力的时域响应函数;再利用MATLAB仿真计算及绘制开环系统的Bode图和幅值时域响应曲线;最后,利用自行研制的振动拉削实验平台所测得的激振器输出幅值与仿真结果进行对比分析,研究结果表明:激振信号的频率会影响输出波形的平衡位置及波动幅值,激振信号频率越高,输出波形越容易调节;而拉削负载力主要影响输出波形的振荡次数,负载力越大,输出波形越不稳定。因此,为了使拉削过程中激振输出波形更加稳定,一方面可适当提高激振缸缸径和行程的比值,以增大系统极限响应频率,另一方面需蓄能装置或大流量型开关阀平衡激振缸容腔压力配比。

燃油箱支架开裂原因分析及修复

燃油箱支架与车架纵梁之间的角焊缝开裂与很多因素有关,通过分析多种因素,并逐条排查后认为焊接质量不良和焊缝强度不足可能是燃油箱支架开裂的重要原因,因此修复工艺的制订遵循这两点进行编制,通过增加预热工序、规定打底焊的方式、更换高强度级别的焊条,以及采用TIG重熔等方式来解决燃油箱支架开裂问题。通过此次工艺攻关,发现并纠正了部分焊工焊接角焊缝时的错误的惯性思维,对角焊缝的焊接质量提高有一定的参考价值,此外采用此修复工艺修复的矿车,运行4 000 h后无开裂,证明修复效果良好。

高速拉床突变负载工况的液压冲击仿真分析

高速拉削因能够得到较高的表面质量而逐渐在制造工艺中得到重用。拉削开始和结束时,拉削力是突变载荷,必然会对高速拉床的高压大流量液压系统造成压力冲击,引起速度波动,进而影响拉削的尺寸精度和表面质量。基于拉床负载特性,利用AMESim软件对高速拉床液压系统的拉削过程进行仿真,分析了高速拉床在突变负载工况下,液压缸进油腔的压力变化和主溜板速度及加速度的变化,并根据仿真结果改进液压系统。结果表明:在液压缸的进油腔放置低压蓄能器能有效降低系统启动时的压力冲击;利用突变负载反馈PID控制,可以有效降低拉削开始和结束时的压力冲击和速度波动。

高速拉削工艺的研究与应用

拉削是一种高精度、高效率、高复杂程度可最终成型的机械加工方法 ,在航空发动机制造业普遍被用来加工盘类零件的榫槽和叶片的榫头。文章详细地论述了拉削工艺方法 ,探讨了高速拉削的基本原理 ,综合分析了影响拉削表面质量及拉刀耐用度和寿命的因素 ,对传统的拉削工艺和高速拉削工艺进行了对比 ,论述了高速拉削工艺的先进性。文中以典型盘类零件榫槽加工为例 ,对纵树型榫槽的尺寸精度技术要求和拉削加工特点进行了研究 ,制定了先进合理的拉削参数、拉削方案和拉刀设计。

一种键槽拉床工艺参数及结构参数对键槽拉削精度影响规律研究

分析一种新型键槽拉床的工作原理,建立其三维几何模型,通过ANSYS的ADPL二次开发工具对拉刀刀刃工作行程中刀刃与键槽相对变形进行有限元分析。研究进给量、拉刀杆结构尺寸和导向套尺寸对拉刀刃工作行程中刀刃与键槽相对位置变形的影响规律,给出加工工艺参数和键槽拉床结构参数与拉削精度之间的定量关系,得到拉削精度提高的键槽拉床工艺及结构参数选择方法与途径。研究工作为高精度键槽拉床设计提供相关技术基础。

地铁铝合金车体牵缓焊接工艺

研究了地铁铝合金车体牵缓的焊接工艺,介绍了牵缓的结构,并对底架牵缓用7020铝合金进行了焊接工艺试验,研究了焊接接头的组织及接头的综合力学性能,分析了牵缓组成焊接变形的产生原因,并提出了有效的控制措施,充分保证了地铁铝合金车体底架牵缓的焊接质量。

液压运输车制动平衡阀先导液阻网络研究

为了降低液压运输车在复杂工程路面行驶过程中出现时候的速度异常波动,利用半桥液阻网络对马达进口压力与平衡阀先导压力进行分离,调节平衡阀开启的实际先导比。针对平衡阀先导压力进行稳定控制,提高了行走马达流量稳定性。应用流体力学理论,建立平衡阀动态数学模型并进行系统仿真分析。分析结果表明:应用半桥液阻网络能够有效减小先导压力波动,使平衡阀阀芯位移相对稳定,当阻尼孔A与阻尼孔B直径同为0.6 mm时,行走马达流量平稳性提高了71.6%。

基于正交切削的铝合金切削力理论计算方法

基于传统正交切削力学模型,采用Johnson-Cook材料本构和失效模型,建立同时考虑前刀面和后刀面双摩擦因素的切削力理论计算模型。采用双摩擦切削力模型模拟7050航空铝合金切削力的计算,获得了与试验结果非常吻合的切削力理论计算值。用本文模型计算了不同Johnson-Cook材料本构参数下的切削力,获得了与文献仿真值非常一致的结果。双摩擦切削力模型引入的后刀面摩擦分量,在航空铝合金切削仿真中,占主切削力的比重较少(约占12.5%),但不可忽略。

基于Deform-3D的拉刀几何参数下的同步齿套渐开线花键拉削力仿真分析

基于Deform-3D有限元软件,建立了同步齿套渐开线花键拉削仿真模型。分析了不同拉刀几何参数对拉削力结果的影响,得到了不同拉刀前角、后角及齿升量参数下的拉削力分布规律。分析结果表明,在拉刀前角为18°、齿升量为0.025 mm及后角为2.5°～3.5°时,切削力分布较为平稳,拉削加工后工件可获得较高表面精度,为拉刀的结构设计及拉削加工工艺参数优化提供数据支持。