|南沙升降车出租|南沙升降车出租公司|南沙升降车公司|     📡 人见利而不见害,  鱼见饵而不见钩    📡    低应力装夹加工变形研究及工艺参数优化.     制造业的主要发展方向是薄壁零件的精密加工技术。而装夹技术又是生产环节中的关键所在，主要从两个方面进行了研究：一是依据零件的结构形状设计出满足使用要求的工装；二是对于精密零件，基于已知装夹方案、切削力、预载荷以及约束，根据各项参数计算出零件在装夹加工过程中的变形，进而评估这种变形对加工结果精密度影响，根据此原则选出其中的最优方案。精密薄壁零件装夹方案的设计原则包括定位、加紧和辅助支承三个部分。主要设计参数有：基准面的选择，定位点、夹紧点的位置，初始加紧力大小的计算，辅助支承点的位置。但其对机构件质量要求高，以及其在使用中的一些特殊要求，因此在设计装夹方案及夹具中应该重点遵循以下几项基本原则:（1）尽量减少工件加工过程中由于加紧力和切削力引起的最大变形；（2）提出多种设计方案，根据一定规则分析方案的优劣；（3）装夹方案中应该体现夹紧力施加的顺序。

      对于细长薄壁导轨低应力装夹技术研究，首先根据零件的几何特征及加工精度的要求，然后根据主要影响因素如定位夹紧形式、装夹布局及夹紧力大小等，初步制定装夹方案。导轨结构件由于长度方向尺寸大，整体刚度低，尤其是在横截面上局部刚度弱，因此如果装夹没有考虑到装夹力的影响，会导致装夹变形严重，影响加工精度。为了减少装夹力引起的内应力和变形，需要结合卸荷式装夹的工作原理，综合工件—工装的刚度分析模型，提高薄弱部位的局部刚度，保障导轨结构件加工精度。

    低应力装夹技术控制变形实施过程,  低应力装夹技术实施过程主要分为如下步骤：首先利用经验公式以及仿真分析对比了切削力的大小，验证了装夹结构仿真模型的有效性，为后续的分析奠定基础；其次，提出了三种装夹方式，并通过仿真进行了对比分析，给出了优化的装夹方案设计，然后进行各个加工面的铣削试验。

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      定量获得切削力值为了有效进行低应力装夹分析，首先需要获取的是加工过程中的切削力。通过切削力公式和有限元仿真结果，获取了导轨铣削上表面时的切削力。由金属切削手册，可知铣削力的经验公式如下 其中pa为背吃刀量，wa为铣削切削层公称宽度，fa为每齿进给量，0d为铣刀直径，n为铣刀转速。通过查阅资料及实际加工情况获得铣削力有关参数：即可求得切削力大小为214.8N。

        铣削力有限元仿真求解,  通过有限元分析可以有效获取薄壁件的加工变形规律，同时进行大量的试验模拟，再辅以试验验证，即可建立准确的数学模型，指导结构件的加工方法。针对本次有限元仿真试验，本文采取真实刀具尺寸模拟切削，工件的材料选择按实际加工材料，对结构件的一部分进行分析研究。加工中采用端铣刀，端铣刀主要用于加工工件表面，本文建立了典型的端铣刀三维模型，材料为硬质合金，硬质合金端铣刀的切削效率及加工质量均比高速钢铣刀高，工件材料为2A12铝合金。针对本文分析的结构件特点，选取Johnson-Cook材料模型，因为在切削过程中，在高温、大应变作用下易发生弹塑性变形，且切削过程中各处的应变、应变速率及温度29变化情况很大，而在现有的材料本构模型中只有Johnson-Cook材料模型能够有效的模拟材料在高应变速率下的热粘塑性变形行为，Johnson—Cook模型中A、B、C、n、m是与材料有关的待定数据，它们分别表示屈服应力、应变硬化常数、应变速率强化系数、应力硬化系数和热软化系数；t、rt和mt分别为材料温度、参考温度和熔点温度。通过查阅资料获得了2A12铝合金Johnson-Cook材料模型的有关参数。

        低应力装夹的设计要点在于既保障了工件的局部刚度，又能使工装产生的装夹力对工件的变形以及内应力影响最小。根据以往积累的经验可知其设计原则如下：（1）提高局部刚度，减少因局部刚度产生的让刀变形；（2）尽可能减小装夹力以及因装夹而产生的初始内应力；（3）通过装夹产生的变形与内应力尽可能补偿加工过程产生变形和内应力。结合生产实际及研究工件的结构特点，本文首先针对性的提出了三种装夹方式进行研究对比分析，三种装夹方式：用以对比分析的三种装夹方式三种装夹方式中所示为加工上表面时，在导轨横截面上的三种装夹方式，第一种装夹仅有压板固定（以下称装夹一），第二种装夹在侧边添加了两个支撑（以下称装夹二），第三种装夹在中部添加了支撑（以下称装夹三）。需要保障上表面尺寸误差不大于0.1mm。通过低应力装夹分析，我们可以分析出这三种装夹方式的优缺点。在上表面选取5个分析点，两侧上表面取中点，中间上表面取三等分点。将切削力依次施加于三种装夹方式上的5个分析点，获取最大变形量以及最大应力，规定正方向为垂直上表面向上。通过在仿真软件中对模型施加切削力，可以获取在三种装夹方式下的仿真分析云图。

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