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航天典型结构件数控加工高效装夹技术研究

发布时间:2013-12-30 作者:成群林 马西沛 唐建平 蹇悦 樊英杰  来源:万方数据
关键字:数控 加工 装夹 
本文针对复杂、细长、薄壁航天产品装夹次数多、装夹繁琐、效率低下等问题,设计了基于气动原理的快速装夹系统。该系统包括夹紧力理论计算、气路设计、夹紧机械工装和控制系统设计。通过夹紧力理论计算,确定了气缸数量。基于并行设计原理设计了夹紧气路。采用组合夹具式思路设计了夹紧工装。基于DSP技术,实现了控制系统设计。采用该系统对某典型结构件进行了数控加工,零件加工质量和尺寸精度满足设计图样要求。研究结果表明,设计的装夹系统可以高效、可靠地实现零件装夹。

  3.3 电磁阀控

  通过DSP控制继电器的吸合,从而控制电磁阀的吸合。电磁阀采用24V直流供电。

  3.4 气压采集系统

  需要采集的气压有:1路主气路气压、18路支气路气压,压力传感器采用(0~5)V直流电压输出型。采集到的电压信号,通过整形、滤波后送给DSP系统,进行模数转换,通过计算得到对应的压力。

  3.5 电源系统

  控制柜外部电源为220VAC,采用交流接触器实现对系统电源的通断。DSP系统采用5VDC供电。电磁阀控制系统采用24VDC供电。控制系统各部分的组成原理如图5所示,完成的控制系统硬件设计,如图6所示。

控制系统组成原理
图5控制系统组成原理
控制系统实物
图6控制系统实物 

4 零件加工分析

  基于以上气动压紧工装及其控制系统设计开发,在数控车间进行了实际零件加工,如图7所示。零件的辅助装夹时间由原来的平均31min减少到6min,主要原因是原有装夹的每个压板均需要逐一压紧,而通过气动压紧工装可以实现零件的快速压紧。同时,采用本工装后,更加方便切屑的清理。加工后零件经过检验,质量和尺寸精度均满足设计图样要求。

零件加工照片(松开状态)
图7零件加工照片(松开状态)

5 结论

  (1)基于模块化、组合夹具式设计思路,设计了航天产品中某典型细长零件数控加工气动装夹系统,主要包括气动工装及其控制系统两部分。

  (2)研究成果已经在工程中得到成功应用,解决了该零件加工过程中装夹次数多,装夹繁琐等问题。零件装夹时间得到了大幅缩减,生产效率得到了显著提高。 

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