纸基蜂窝固持系统的设计

摘要

目前,在蜂窝零件的高速铣削加工固持过程中所使用的固持方法都不同程度的使用到粘结材料。实践表明,现有的固持方法固持可靠性低,零件加工精度低,粘结材料的后续清理工作复杂。最重要的是,在固持过程中所使用的粘结材料影响工人的身体健康。针对现有固持方法的不足之处,我们课题组提出了一种基于磁场和摩擦吸附原理的蜂窝芯零件固持方法。此方法不仅可以可靠的固持被加工的蜂窝芯材料,而且由于不再采用任何粘接材料,从而大大降低了加工成本,是一种绿色的,完全对人体和环境无害的加工制造方法。本文基于此固持方法,结合课题组已有的研究成果,优化设计出了一整套的固持系统。包括,固持平台的本体、能够实现铁粉填充区域均匀、高度可控的填料装置以及基于分布式弹簧的压紧装置,并且采用有限元的方法对磁路的合理性以及装置的可靠性进行了分析。利用制造出的固持系统进行了真实的加工实验,得到了满意的结果。
　　 本文在第一章首先阐述了蜂窝夹层材料的结构特点,然后根据蜂窝材料的属性,对蜂窝零件通常所用的三种固持方法分别进行了介绍。为了克服这三种固持方法的不足之处,本课题组提出一种基于磁场和摩擦学原理的纸基蜂窝零件的固持理论。结合此固持理论以及已取得的成果,本文对整个固持系统各部分进行了优化设计,最后给出了全文的研究内容及章节安排。
　　 第二章首先阐述了基于磁场和摩擦吸附原理的固持方法,继而根据摩擦力产生的原理,结合固持平台的实际情况对影响摩擦力的主要因素进行了研究。然后通过实验对此固持方法的可靠性进行了分析论证,并且根据分析得到的数据设计了外加磁场的磁路及磁极参数。最后针对铁粉填充介质的类型以及磁化过程是否会对蜂窝材料加工设备产生影响的问题,进行了选择和分析。基于此固持原理,提出了一种新的蜂窝芯零件的加工工艺过程。
　　 第三章首先阐述了蜂窝材料通用固持平台的作用,然后对通用固持平台进行了设计。运用AnsoftMaXwell软件对磁路进行有限元分析,根据分析得到的结果对磁路结构进行了改进。最后综合以上的原理制造出了一套通用磁性平台,并运用制造出的磁性平台对平台的固持可靠性进行了实验分析,得到满意的结果。
　　 第四章首先阐述了曲面模块的作用,继而对曲面模块的结构进行了设计。然后运用AnsoftMaxwell软件对添加有曲面模块的磁路进行仿真,验证磁路设计的合理性,最后综合以上原理,制造出了满足要求的曲面模块。
　　 第五章首先阐述了辅助系统的组成,包括自动填料装置和压紧装置。然后结合过去设计的机构,根据铁粉以及蜂窝的特性,优化设计了一套辅助装置。随后详细分析了填料装置填料区域的均匀性、高度可控性以及压紧装置的安全可靠性.最后对辅助装置的结构及工作原理进行详细的分析和介绍。根据此原理在实际生产中制造出了一整套辅助装置。
　　 第六章主要对本文的研究内容进行了总结,然后对有待进一步研究的内容进行了展望。