挠性接头关键加工工艺技术研究

挠性接头关键加工工艺技术研究随着科学技术的发展 , 微小型系统在航空、航天、工程物理、兵器等领域中的应用越来越广泛 , 地位也越来越重要。微小型化、轻量化已经成为现代兵器和航天器的发展趋势 , 微小型结构件的加工制造技术是制约这一发展进程的瓶颈问题之一。挠性杆件是航天惯性仪表中的关键零件, 主要用于支撑挠性陀螺仪中的转子,是一种无摩擦的弹性支承。转子借助挠性接头与驱动轴相连, 它一方面传递驱动电机的转矩而带动转子绕自转轴高速旋转, 另一方面又允许转子绕着垂直于自转轴的两个正交轴方向转动。挠性杆件的内挠性接头作为支撑和转动的主要零件, 具有形状尺寸小 , 结构复杂 , 加工精度要求高等特点。传统分散的工序加工方法造成的加工精度难以保证 , 刚度一致性差 , 成品率低 , 效率低等问题亟待解决。近年来 , 复合加工技术已经成为机械加工领域中一项飞速发展的先进技术,是机械加工领域当前被着重推行的加工工艺方式之一, 它是在一台机床上集成多种加工工艺 , 旨在实现一次装夹完成零件的全部或大部分加工工序, 不仅提高了加工效率 , 更避免了因多次装夹导致的加工误差。本文基于车铣复合加工技术,针对挠性接头加工中存在的加工工艺问题, 开展挠性接头的完整加工工艺研究,通过切削力计算 , 切削过程仿真以及相关实验验证, 提出了挠性接头及类似相关薄壁精密结构件加工过程的参数选取, 加工工序编排 , 加工精度控制的加工工艺方法 , 研究结果表明所得加工工艺对细颈及薄壁件加工工艺的有效性。主要研究内容如下 :(1) 挠性接头的完整加工及工艺优化: 运用车铣复合加工技术的优势 , 结合挠性接头结构特征 , 在一次装夹 ( 或两次装夹 ) 中, 实现车、铣、镗、钻等加工方式 , 完成其刚性结构方面的全部加工, 并优化工艺方法 , 在保证其加工质量的前提下 , 减少加工时间 , 提高加工效率。 (2) 挠性接头关键结构细颈薄壁结构的加工工艺研究 : 以镗削加工工艺为保证细颈圆弧加工质量的方法, 通过切削力理论计算和有限元仿真研究切削过程中切削力对薄壁的影响, 对切削过程中发生的材料形变及失效断裂做出定性定量的分析, 验证镗削加工在细颈薄壁加工中的优越性。(3) 挠性接头加工工艺参数优化 : 以挠性接头关键结构的位置精度 , 尺寸精度 ,表面质量为主要研究对象, 进行相关工艺的试验加工及测量, 分析加工因素对加工质量的影响 , 优化加工工艺的切削参数, 从而达到所需加工质量要求。(4) 薄壁型结构的加工工艺应用研究: 将细颈薄壁加工工艺的切削基本规律总结并运用于其他结构的薄壁结构加工中, 着重对切削方式的选择 , 走刀轨迹的规划和切削参数的优化进行拓展应用 , 针对毫米级薄壁结构提出普遍适用的切削加工方法。