摘要：为提升车床的静动态特性,提出一种新的筋板设计方法。该方法结合了拓扑优化以及尺寸优化,以变密度拓扑优化方法为基础,构建工作台模型;按照建立的优化模型,对筋板结构、布局进行全面规划设计;对新设计结构进行仿真和试验。结果表明:工作台底座的1阶固有频率提高了7.59%,质量减少了8.73%;前3阶固有频率增加了约8%,验证了该筋板设计方法的有效性。

摘要：为使数控机床精度设计有定量的理论数值供参考,从运动的角度出发,建立了基于元动作单元的数控机床运动精度映射模型.采用"功能(Function)-运动(Motion)-动作(Action), FMA"的结构化分解方法得到元动作单元,并结合多体系统理论对数控机床拓扑结构进行了描述;运用旋量理论对数控机床误差建模,建立数控机床空间运动误差模型,并用螺旋理论得到空间运动误差综合值;以制造成本、空间运动误差螺距及其大小为设计准则,构建了运动精度映射模型,并应用NSGA-Ⅱ遗传算法对数控机床运动精度进行映射.对某国产加工中心进行运动精度映射求解,说明了该模型的可行性和有效性.

摘要：行星齿轮架是行星减速器内受力最大的零件,必须具有足够的强度和刚度,起到均匀分配行星齿轮载荷和传输全部功率到轴的作用。目前多采用圆棒料车削加工和分体焊接的方式生产,但是其加工效率低、成本高,特别是端部圆周方向4个方孔加工难度很大。以某型号行星齿轮架为研究对象,针对现有加工工艺成本高、效率低的问题,提出一种新的中空多向锻造工艺,以提高效率、降低成本。根据该行星齿轮架的结构特点,制定中空多向锻造工艺,利用Deform-3D对成形过程进行了有限元模拟分析,分析了金属流动规律、等效应力分布和载荷-时间曲线等,最后根据模拟结果设计相应模具结构并进行工艺试验。结果表明,在行星齿轮架多向分流成形过程中,金属流动较为平稳,最大载荷为5.94×10^(6) N,模具在许用应力范围之内,金属流线基本沿零件轮廓分布,工艺试验得到的锻件尺寸满足设计要求。说明本文设计的行星齿轮架中空多向锻造工艺和模具结构可行,对该类零件的批量生产具有一定的指导作用。

摘要：飞轮储能作为一种高效、清洁的储能方式,目前受到广泛的关注;利用碳纤维复合材料制备高速储能飞轮具有广阔的应用场景。这里以提升飞轮转子的储能密度为目标,对复合材料高速储能飞轮的结构进行了优化设计。首先针对T700某型号碳纤维复合材料转子,建立了储能密度优化的数学模型;然后结合粒子群优化算法,通过MATLAB编程实现了对储能转子的结构参数优化,得到优化后的轮毂外径为170mm,层间过盈量为0.3mm,复合材料轮环各层的径向厚度为15mm,最终使得飞轮的储能密度提升了22.8%。

摘要：针对大规格GH4169高温合金螺栓成形难度大、模具易开裂寿命低等问题,研究其成形工艺及模具结构。结合金属塑性成形理论,提出其成形工艺方案。采用Deform-3D有限元分析软件对提出的工艺方案进行数值模拟,分析了成形过程中的载荷-行程曲线、金属流动规律等,根据成形工艺,设计并优化相应模具结构,最后进行了工艺试验。通过数值模拟,获得了成形过程中的工艺参数,揭示了GH4169高温合金螺栓成形过程的变形机理。采用双层预应力组合凹模时,模具出现开裂,模具结构优化后采用三层预应力组合凹模满足成形要求,模具寿命较高,小批量试制的GH4169高温合金螺栓锻件充填饱满,所获数据与模拟结果基本一致。提出的GH4169高温合金螺栓成形工艺和模具结构是可行的,成形出的高温合金螺栓符合航天领域实使用要求,为大规格GH4169高温合金螺栓的生产提供一定的理论依据,对实际生产及其他相似零件具有指导意义。

摘要：阐述了基于结合面特性的机床整机精度设计系统结构以及4大关键模块,并利用VB开发工具实现了基于结合面特性的机床整机精度设计系统。利用该系统实现了机床结合面特性参数的分析与管理,并基于多体系统理论建立了三轴数控机床静态几何精度模型,可对机床在整个加工空间的几何误差进行预估并对误差源进行敏感性分析;同时集成ANSYS软件,基于结合面特性可对机床整机动态性能进行分析。另外,通过有效管理机床设计过程中的设计经验以及动静态精度分析的知识,将有效地支持机床设计。

摘要：为了实现飞机结构件数控铣削精加工工艺规范化,获得稳定高效的钛合金精铣切削参数,梳理了飞机钛合金结构件侧壁特征尺寸范围,设计了7种不同精铣余量的切削力仿真与试验方案,分析了顺铣和逆铣情况下切削力随切削余量的变化规律,并进行了试验验证和表面粗糙度测量,其切削力仿真误差仅为0.78%,加工后的表面粗糙度Ra均小于0.4μm,Rz均小于2.9μm,满足飞机零件表面精度要求。试验与测量结果验证了切削力仿真结果的正确性以及工艺参数的可实用性。

摘要：在加工过程中,保证圆形铣刀片定位的稳定性非常重要。由于圆形铣刀片定位结构及切削过程中的切削力是影响刀片定位稳定性的主要因素,因此本文主要针对可转位圆形铣刀片铣削加工不锈钢时的夹固稳定性进行研究,分析无限位结构圆形铣刀片在不同切削工况下刀片夹固稳定性,并对提出的两种优化方案进行试验验证。研究结果表明:在大切削深度或大进给参数条件下,无限位结构设计的圆形铣刀片会发生旋转,且转动幅度随切削时间的延长而增大;优化后的限位结构可有效阻止刀片转动,且底部八边形斜面限位结构较底部凹槽限位结构防转性能显著。

摘要：针对传统齿轮加工机床功能单一,无法满足市场上复杂多样齿轮产品加工需求的问题,提出了一种适应多样性齿轮加工需求的可重构机床,并从多方面对齿轮加工机床的可重构特性进行研究。通过对齿轮成形原理和常用齿轮产品加工工艺进行运动分析,根据FPBS模型分解理论将齿轮加工的功能需求映射到机床机械结构;结合机床结构设计的经验和规律,对齿轮加工机床的模块设计、结构配置、重构配置方案进行研究。采用Solid Works软件实现一款齿轮加工可重构机床虚拟样机的设计,并通过评价体系对重构方案进行重构效率评价。结果表明所设计的齿轮加工机床满足可重构工艺特性,且可重构率较高,配置结构设计合理,满足齿轮的单机多样化加工需求。

摘要：单片精铣硬质合金刀片因其能实现高速、高精度加工而得到快速发展,但因本身精度要求高,在其生产制造环节存在一定问题。本文针对单片精铣硬质合金刀片的精度控制要求,综合分析磨削工艺,并设计了一种内孔磨削夹具进行磨削测试。磨削结果表明,定位面基准磨削方案更能保证中心孔的尺寸精度和位置度;基于内孔磨削夹具能实现高精度中心孔的控制,中心孔孔径过程能力指数C_(pk)值可达1.36,中心孔位置度过程能力指数C_(pk)值可达1.34,可进行批量生产。