新型大柔度锥面高速刀柄的设计

设计了一种新型结构高速刀柄,刀柄的结构特征为实心短锥双面定位,并在锥面上开环形沟槽形成分锥体。由分锥体组合而成的大柔度锥面允许刀柄与主轴锥孔以较大过盈量配合联接,同时刀柄分锥体高速旋转时能够产生较大的离心膨胀与主轴锥孔膨胀相匹配,提高了刀柄与主轴接口的极限转速和联接刚度。对刀柄结构进行了设计,利用有限元分析对刀柄的主要几何参数、过盈量以及极限转速进行了确定。研究结果证明,与常用的HSK刀柄相比,所设计的新型高速刀柄能够显著提高刀柄的极限转速。

平行砂轮超声磨削刀柄设计与加工试验研究

针对目前超声磨削谐振系统中磨具尺寸较小的现状,提出了砂轮变幅器设计原理。设计了平行砂轮的纵弯谐振超声磨削主轴刀柄,由纵向振动变幅杆、横向弯曲振动平行砂轮、换能器、套筒、导电滑环、标准接口刀柄组成。通过阻抗分析、振幅测量实验,研究了超声磨削主轴刀柄的谐振特性。以磨削速度、进给速度和磨削深度为变量,完成了有无超声状态下Si Cp/Al复合材料单因素正交磨削加工试验。结果表明:超声磨削可以显著降低磨削力、降低表面粗糙度、提高零件表面质量。为进一步改善超声磨削刀柄结构、磨削工艺,提高加工效果提供了技术支持。

TBM刀座焊缝坡口参数设计及性能分析

为解决TBM(全断面隧道掘进机)刀座采用整体法设计焊缝结构时造成的焊缝应力集中问题,提出一种TBM刀座焊缝坡口参数设计方法。以某工程TBM刀座为研究对象,分析了载荷比、焊接倾角等参数对刀座焊缝结构应力集中的影响;采用虚拟缺口半径理论,建立了刀座多焊缝坡口倾角参数化模型;通过正交试验法,对多焊缝坡口倾角参数进行了整体优化。结果表明:刀座焊缝危险点随滚刀载荷比变化而迁移,为避免应力集中导致刀座焊缝开裂,在焊接设计时要求前面板侧焊缝倾角为57.6°,中间面板侧的焊接内坡口倾角为15°,外坡口倾角满足焊缝结构的疲劳强度即可。

榨汁机刀架注塑模设计与制造

在深入分析榨汁机刀架结构及成型工艺性能的基础上,介绍了模具结构及工作原理,重点研究了浇注系统、成型零件、推出机构及冷却系统等的设计方法,并对模具主要零件的选材和加工工艺进行了分析。通过凸模结构、侧向抽芯机构与推出机构三者的巧妙结合,缩小了模具外形尺寸,实现了制件顺利脱模。经生产实践证明,模具运行可靠,可为同类塑件的模具设计提供有益参考。

车削用微进给刀架设计

介绍了一种以PZT作动器为动力源,双平行弹性铰链为弹性变形元件的新型微进给刀架的设计理论及设计计算方法.以已知微进给刀架的输出位移作为前提条件,提出PZT作动器选型的理论依据和弹性铰链的有效刚度计算方法,进而进行了弹性铰链结构设计、微进给刀架系统刚度计算及刀架模态分析.利用有限元软件及实验对设计理论及设计计算方法进行了必要的验证;并作为刀架设计方法的一部分,通过实验对微进给刀架的实际性能参数进行了测量,同时测量数据验证了方法的可靠性.

高频高精快刀伺服系统优化

研制了一款高频响、高精度及大驱动力的压电驱动型快速刀具伺服(Fast Tool Servo,FTS)装置,采用广义圆锥线拟合的柔性铰链构造新颖的柔性机构,通过对称布置的结构消除柔性刀架工作过程中在非期望运动方向的耦合误差,并对机构的运动学特性进行了综合建模。综合考虑装置行程和固有频率的设计目标,基于改进的BP神经网络优化算法,对柔性机构的结构尺寸进行了多目标优化设计。使用优化后的结构参数建立FTS装置的三维模型并通过ANSYS软件进行有限元分析,分析结果表明,优化后的柔性机构可以达到预期性能要求,验证了该优化算法的可行性。最后,进行了实验样机的制造和性能测试,进一步验证了FTS装置的优化设计结果。测试结果表明:FTS装置的固有频率超过7.6 kHz,标称行程约为6.4μm,分辨率约为12 nm,跟随精度约为0.3μm,静态和动态性能均符合设计目标。

基于知识的模座自动生成设计方法

为了高效利用实践经验、专家知识等进行汽车覆盖件模具模座的设计,在对各种典型模座结构进行分析、模块化后,将模座结构分为结构模块和功能模块。对不同的模块进行知识获取和表示,进而运用知识完成模座的整体设计。基于对不同模块的分析,在获取到不同类型的知识后,归纳总结成知识规则或知识框架,形成了一种实用高效的设计方法。并采用基于UG平台的编程方法,开发出了基于知识的模座自动生成设计模块。

卧式车床虎头刀夹拉刀结构设计

设计了卧式车床虎头刀夹拉刀结构,使卧式车床刀夹由原来的人工手动换刀改为机动换刀,大大提高了卧式车床加工工件的工作效率。

数控车床四方刀架镗刀夹具附件的设计与制作

为了扩展数控车床的加工功能,文中结合实际提出对四方刀架增加附件,进行镗刀夹具附件的设计与制作。通过试验研究,该附件使用效果好,它可以使车床方便地加工直孔、阶梯孔、环形孔等,可以获得较稳定的加工质量,也可以降低对操作人员的技术需求,提高生产效率。

自动车床转塔刀架凸轮机构的参数化设计及仿真

为了解决适应多种工况的自动车床转塔刀架凸轮廓线设计,提出了基于VB实现凸轮廓线生成、数据输出、运动特性分析及仿真的一体化协同设计方法。在分析凸轮机构组合运动规律的基础上,设计了9类凸轮廓线,开发了可视化界面软件工程。根据所需工况实时调试凸轮初始参数,结合从动件运动特性仿真分析结果,验证凸轮廓线合理性。实践证明:软件工程功能完善,设计时间和软件成本相比传统图解法节省了50%左右,推广度较高。

市域线大直径轨道交通隧道中隔墙拼装技术研究

上海轨道交通市域线机场联络线地下段工程在国内首次将预制弧形件、预制中隔墙工艺运用在Φ14.02 m大直径盾构隧道中。受隧道距离长、工期短的限制,将采用专项研发的拼装设备进行预制中隔墙拼装。介绍了上海市域铁路机场联络线的基本状况及设计理念,阐述了该工程中隔墙的拼装方案、施工难重点,可供后续项目参考。

多用途镗刀杆的设计及应用

在箱体类零件加工中,经常遇到一些内径大小不同的孔加工,特别是矿山机械设备中的破碎机、振动筛箱体上的孔加工,多数都是采用镗床加工,镗孔是机械制造中常用的方法,主要优点在于能很好地保证孔的形状精度和位置精度。

一种坡口清根机的研制

某商用飞机底板在多层焊接过程中,因零件结构、工艺等原因容易出现某层焊接质量不合格。因此,需要设计一种专用设备,对该焊接层进行加工。在对底板零件工艺分析的基础上,合理设计加工方案和结构,并据此研制了一种卧式数控坡口清根机。该机床满足于焊接面的两面加工及刀具的Z向移动,较好解决了该复杂难加工件多层焊接的工艺质量问题。

调幅式振动刀柄的设计与有限元仿真分析

设计了一种调幅式轴向低频振动刀柄,分析了振动刀柄的整体结构布局及其工作原理。采用机床主轴旋转运动作为动力输入,带动正弦曲面旋转以实现振幅输出,基于两组正弦曲面相位差实现刀柄振幅调节。基于GH4169高温合金材料,运用ABAQUS有限元软件进行了三维钻削仿真试验,对比分析了GH4169高温合金在普通钻削和轴向低频振动钻削下轴向力和钻削扭矩之间的差异。结果表明:GH4169高温合金轴向低频振动钻削可以降低最大轴向力约46%,降低最大钻削扭矩约73%,可显著改善钻削条件,提高孔加工质量。

履带式绿篱机刀具架结构设计与有限元分析

刀具架是履带式绿篱机的重要组成部分,为克服传统刀具架在调节刀具高度时无法保证修剪质量的缺点,设计一种新型刀具架结构,以实现刀具高度调节的同时保证修剪质量。运用MATLAB完成了刀具架结构的受力分析与计算,依据计算结果设计刀具架结构,在SolidWorks建模软件中完成刀具架建模。最后运用ANSYS Workbench对刀具架装配体进行有限元分析,完成对刀具架结构强度和刚度的校核。结果表明刀具架结构设计合理,满足实际应用要求。

大型壳形石墨工具电极的设计与加工

为了提高电火花加工的效率和质量,提出使用大型壳形石墨工具电极,分析它在电火花加工中的作用,借助CAD/CAM技术研发壳形石墨电极设计与加工技术,并研发了石墨内切断刀及大型电极夹具。使用该技术,减轻电极重量,增加材料的利用率,减少电极损耗,延长电极寿命,减少能耗,提高电火花加工效率和加工精度,降低成本,在模具工业中具有良好的应用前景。