校企合作畢業(yè)設計

光柔性成形自動化夾具系統(tǒng)設計

能源與動力工程

資助企業(yè): 上海智能制造功能平臺有限公司

資助年份: 2022

企業(yè)導師: 李志

指導教師: 張亞歐

項目成員: 尤語霖,李澤辰,陳子雋

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項目簡介

項目概述

   激光噴丸成形是采用高能脈沖激光代替機械彈丸,誘導等離子體瞬態(tài)沖擊載荷在約束層的作用下產(chǎn)生沖擊效應,在零件表層引入非均勻分布塑性變形,實現(xiàn)關鍵零件小曲率彎曲成形。作為一種無模成形技術,在航空、航天等領域大型整體壁板成形和矯形中得到廣泛應用。

   但是,大型整體壁板尺寸大、外形曲率變化復雜、具有包括加強筋在內(nèi)的復雜內(nèi)壁結(jié)構(gòu),其復雜結(jié)構(gòu)特點及其形狀精確性、機械性能和疲勞壽命的要求對噴丸成形工藝提出更高要求。此外預應力噴丸成形技術作為自由狀態(tài)噴丸成形技術的改進,能夠更好地控制工件的塑性變形方向,提高成形能力的極限,從而更好地應用于大型壁板工件成形的場合。


項目目標

(1) 設計一種適用于大型壁板工件噴丸成形的具有柔性的、彈性預應力施加均勻且可控的、工件的裝夾、預彎與定位方便、可操作性強的預應力夾具,適應光路部分的加工位置和加工范圍要求。

(2) 設計一種適用于大型壁板工件噴丸成形的具有出水控制、出水水量調(diào)節(jié)、位置姿態(tài)調(diào)節(jié)、廢水排出功能的工藝輔助裝置。

(3設計一種實現(xiàn)上述柔性預應力夾具和水輔助工藝的控制系統(tǒng),滿足大型壁板激光噴丸成形的加工要求。


項目成果

1)通過理論公式與有限元建模,分析了壁板工件的宏觀受力情況,尋求預應力的施加壁板工件變形的影響規(guī)律,找到滿足期望形狀的壁板工件下,牽引裝置和支撐桿的最佳耦合組合方式。

2)設計了對不同規(guī)格和目標曲率半徑的大型薄壁板工件具有裝夾和預應力施加功能的預應力夾具。

3)設計了預應力夾具適配的水輔助工藝裝置。

4)基于Esp開發(fā)板和Arduino Uno開發(fā)板搭建了預應力夾具和水輔助工藝的控制系統(tǒng),并進行了仿真驗證。


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