पतली दीवार वाले भागों के प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त वैक्यूम लचीली स्थिरता का डिजाइन

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वैक्यूम जुड़नार व्यापक रूप से पतली दीवार वाले भागों के प्रसंस्करण में उपयोग किए जाते हैं, जैसे कि SCHMALZ (Schmalz) द्वारा डिज़ाइन किया गया वैक्यूम क्लैम्पिंग सिस्टम, जो एक सपाट तल और एक बड़े क्षेत्र के साथ पतली दीवार वाले धातु भागों के प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है। विमान की खाल जैसे पतली दीवारों वाले संरचनात्मक भागों की क्लैम्पिंग समस्या के जवाब में, हाल के वर्षों में मल्टी-पॉइंट फ्लेक्सिबल फिक्स्चर दिखाई दिए हैं, जैसे कि स्पेन की एम.टोरेस कंपनी का टॉरस्टूल मल्टी-पॉइंट फ्लेक्सिबल टूलिंग सिस्टम। इस स्थिरता का उपयोग विमान के फ्यूजलेज, पंखों और अन्य विमान कवर के लिए किया जा सकता है। एज ट्रिमिंग और ड्रिलिंग और त्वचा की मिलिंग। बीजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ एरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स ने पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य लचीले मल्टी-पॉइंट मोल्ड्स के आधार पर विमान की खाल के लिए एक डिजिटल खिंचाव परीक्षण प्रणाली की स्थापना की है, जो विमान की त्वचा सीएडी डिजिटल मॉडल प्रक्रिया पूरक सतह की स्वचालित पीढ़ी की तकनीक से टूट गई है। एवीआईसी हार्बिन एयरक्राफ्ट इंडस्ट्री ग्रुप कं, लिमिटेड द्वारा बड़ी पतली दीवार वाले भागों के विरूपण से निपटने के लिए किए गए उपायों में से एक आगे और पीछे प्रसंस्करण दोनों के लिए एक वैक्यूम स्थिरता डिजाइन करना है। इन वैक्यूम जुड़नार का डिज़ाइन पतली दीवारों वाले घटकों के विरूपण नियंत्रण और प्रसंस्करण सटीकता के प्रसंस्करण के लिए एक प्रभावी तरीका प्रदान करता है।

एक विशिष्ट विमान की पतली दीवार वाले घटक की सतह कई गुहाओं से बनी होती है। इन छोटे गुहाओं के वेब भाग की मोटाई सबसे पतले बिंदु पर 1 मिमी से कम है, और संरचना जटिल है, और आकार और आकार परिवर्तनशील है। ऐसे संरचनात्मक भाग आमतौर पर उपर्युक्त वैक्यूम क्लैंप का उपयोग नहीं कर सकते हैं, और यदि एक समर्पित वैक्यूम क्लैंप का उपयोग किया जाता है, तो कई प्रकार और क्लैंप की संख्या होती है, और क्लैंप की बहुमुखी प्रतिभा की गारंटी नहीं दी जा सकती है। इस पत्र में, पूरे दीवार पैनल की पतली दीवार वाली संरचना के प्रसंस्करण के लिए वैक्यूम फ्लेक्सिबल फिक्स्चर का एक सेट डिज़ाइन किया गया है, और चूषण कप की संरचना और पतली दीवार वाली संरचना पर प्लेट की मोटाई के प्रभाव का अध्ययन किया जाता है .

1 वैक्यूम लचीला स्थिरता का डिजाइन

एक विमान की पतली दीवार वाले घटकों को चित्र 1 में दिखाया गया है। क्योंकि वेब पतला है, यह प्रसंस्करण के दौरान उपकरण के अक्षीय काटने बल द्वारा आसानी से विकृत हो जाता है। इसलिए, प्रत्येक वेब में वैक्यूम फ्लेक्सिबल क्लैम्प्स का एक सेट जोड़ा जाता है, जो एक समान क्लैम्पिंग बल प्रदान कर सकता है और प्रभावी रूप से वेब का समर्थन कर सकता है। वैक्यूम लचीली स्थिरता की संरचना चित्र 2 में दिखाई गई है।

चित्रा 2 वैक्यूम लचीला स्थिरता संरचना

वैक्यूम फ्लेक्सिबल क्लैंप का कार्य सिद्धांत है: जब तेल के दबाव की आपूर्ति नहीं की जाती है, तो क्लैंप जारी अवस्था में होता है; तेल की आपूर्ति शुरू होने के बाद, पिस्टन ऊपर उठता है, और प्लंजर स्प्रिंग सक्शन कप को तब तक ऊपर उठने के लिए प्रेरित करता है जब तक कि यह पूरी तरह से वर्कपीस से संपर्क नहीं कर लेता; फिर, तेल के दबाव की कार्रवाई के तहत टेपर आस्तीन नीचे चला जाता है, स्टील की गेंद आस्तीन पर एक बड़ा रेडियल बल उत्पन्न करती है, जिससे सवार पर एक मजबूत होल्डिंग बल उत्पन्न होता है; अंत में, सोखना क्षेत्र में एक समान क्लैंपिंग बल उत्पन्न करने के लिए एक वैक्यूम पंप द्वारा सील की गई गुहा को वैक्यूम किया जाता है, और वर्कपीस को संसाधित किया जाता है। उसके बाद, वर्कपीस को ढीला करने के लिए वायुरोधी गुहा को वातावरण के साथ संचार करें। वैक्यूम लचीला स्थिरता स्थापित करना आसान है और स्व-अनुकूली है। इसे सक्शन कप की ऊंचाई को मैन्युअल रूप से समायोजित करने की आवश्यकता नहीं है। विभिन्न गुहा आकारों की वेब संरचनाओं के लिए, केवल वैक्यूम सक्शन फिक्स्चर के ऊपर के घटकों को बदला जा सकता है।

2 परिमित तत्व मॉडल की स्थापना

समान काटने की मात्रा और काटने की विधि के मामले में, वेब का विरूपण कानून समान है। यहां, विश्लेषण के लिए केवल एक निश्चित वेब संरचना ली गई है। क्लैम्पिंग का सरलीकृत ज्यामिति मॉडल चित्र 3 में दिखाया गया है। सील रबर से बनी है, और सामग्री नरम है। प्रसंस्करण के दौरान वेब का विरूपण नगण्य है। इसलिए, परिमित तत्व सिमुलेशन में सील के त्रि-आयामी मॉडल को नजरअंदाज कर दिया जाता है, और वितरित लोड q को नकारात्मक दबाव के बजाय वर्कपीस के संबंधित क्षेत्र पर लागू किया जाता है। क्यू=55 केपीए का चयन करें। चूसने वाले को एल्यूमीनियम मिश्र धातु वर्कपीस को काटने से रोकने के लिए, चूसने वाले की सामग्री एल्यूमीनियम मिश्र धातु है। वर्कपीस और चूसने वाले के भौतिक मापदंडों को तालिका 1 में दिखाया गया है।

स्थापित 3D मॉडल को परिमित तत्व विश्लेषण सॉफ़्टवेयर में आयात किया जाता है, 8-नोड हेक्साहेड्रल तत्व C3D8R का उपयोग असर प्लेट और वर्कपीस को मेष करने के लिए किया जाता है, और असर प्लेट और वर्कपीस के बीच संपर्क क्षेत्र के जाल को परिष्कृत किया जाता है। विस्थापन समाधान के लिए सटीक परिणामों की आवश्यकता के लिए, रैखिक कमी अभिन्न तत्व का चयन किया जाता है; वेब बल विश्लेषण में झुकने के क्षण को सहन करता है, और कम से कम 4 तत्वों को मोटाई की दिशा में विभाजित किया जाना चाहिए। वर्कपीस वेब की निचली सतह और सक्शन कप की ऊपरी सतह सरफेस इंटैक्ट को परिभाषित करती है, संपर्क विशेषता कूलम्ब घर्षण पर सेट होती है, और घर्षण कारक 0.09 होता है। सीमा की शर्तों को लागू करते समय, सक्शन कप की निचली सतह और इंटीग्रल फ्रेम के बाएँ और दाएँ छोर के उभरे हुए हिस्से निश्चित बाधाओं को लागू करते हैं।

पतली दीवार वाले भागों पर 3 सक्शन कप संरचना के प्रभाव का विश्लेषण

वेब के समर्थन में सहायता के लिए वैक्यूम फ्लेक्सिबल क्लैंप का उपयोग, यानी एक कठोर समर्थन जोड़ा जाता है, और एक समान रूप से वितरित क्लैंपिंग बल प्राप्त होता है, जिससे प्रसंस्करण के दौरान वर्कपीस की कठोरता में सुधार होता है। यदि वेब पर सभी बिंदुओं पर बल विश्लेषण गणना की जाती है, तो गणना राशि अपेक्षाकृत बड़ी होती है, इसलिए सिमुलेशन विश्लेषण के लिए केवल कुछ संदर्भ बिंदुओं का चयन किया जाता है। वेब की ऊपरी सतह के केंद्र से बाईं ओर A से G तक कुल 7 संदर्भ बिंदु चुने गए हैं।

डी=40 मिमी, डी 1=8 मिमी, डी 2=50 मिमी, ए=80 मिमी, प्लेट मोटाई एच=2 मिमी लें, शेष प्लेट मोटाई 5 मिमी है, और प्रत्येक संदर्भ में व्यास 1 मिमी की सीमा में आयाम लोड करें बिंदु १०० N के चर भार और अन्य स्थितियों में कोई बदलाव नहीं होने के कारण, सहायक समर्थन के रूप में वैक्यूम लचीली स्थिरता के साथ और बिना वेब का सामान्य विरूपण परिमित तत्व सॉफ़्टवेयर द्वारा सिम्युलेटेड है।

चित्रा 4 (ए) विभिन्न संदर्भ बिंदुओं पर लागू भार के कारण वेब के बल और विरूपण को दर्शाता है जब समर्थन के रूप में कोई वैक्यूम स्थिरता नहीं होती है। आकृति में वक्र 1-7 संदर्भ बिंदु A से G पर अलग-अलग भार के कारण होने वाले भार का प्रतिनिधित्व करते हैं। वेब के प्रत्येक बिंदु पर Z-दिशा विस्थापन; चित्रा 4 (बी) विभिन्न संदर्भ बिंदुओं पर लागू भार के कारण वेब के बल और विरूपण को दर्शाता है जब एक समर्थन के रूप में एक वैक्यूम स्थिरता का उपयोग किया जाता है। आकृति में वक्र 1-7 क्रमशः संदर्भ बिंदुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं। वेब के प्रत्येक बिंदु का Z-दिशा विस्थापन A से G तक एक अलग भार के कारण होता है।

यह चित्र 4 से देखा जा सकता है कि समर्थन के रूप में वैक्यूम जुड़नार के साथ और बिना, वेब के केंद्र में नोड का जेड-दिशा विस्थापन अन्य नोड्स की तुलना में बड़ा है; सहायक समर्थन के मामले में, वेब असमर्थित राज्य की तुलना में केंद्रीय क्षेत्र में नोड्स का Z-दिशा विस्थापन काफी कम हो जाता है। जब लोड को संदर्भ बिंदुओं ए, बी, सी, और डी पर लागू किया जाता है, तो वेब पर होने वाले नोड का जेड-दिशा विस्थापन आम तौर पर बड़ा होता है, और लोड के करीब, जेड-दिशा विस्थापन जितना अधिक होता है नोड. बल-असर क्षेत्र फ्रेम की दीवार के जितना करीब होता है, समग्र विरूपण उतना ही छोटा होता है, और बल-असर क्षेत्र में अधिकतम नोड का Z- दिशा विस्थापन भी कम होता है।

वेब विरूपण पर 4 प्लेट मोटाई के प्रभाव का विश्लेषण

पतली दीवार वाले हिस्से की मोटाई जितनी छोटी होगी, विरूपण का विरोध करने की क्षमता उतनी ही कमजोर होगी। मशीनिंग प्रक्रिया के दौरान,"चाकू देना घटना" और काटने की कार्रवाई के कारण बकबक। जब वैक्यूम लचीली स्थिरता का उपयोग सहायक समर्थन के रूप में किया जाता है और अन्य स्थितियां पिछले अनुभाग की तरह ही होती हैं, तो विश्लेषण के लिए विभिन्न वेब मोटाई का चयन किया जाता है। तालिका 3 मोटाई के कार्य के रूप में प्रत्येक संदर्भ बिंदु पर नोड्स के अधिकतम Z-दिशा विस्थापन को सूचीबद्ध करती है।

तालिका 3 से यह देखा जा सकता है कि जब प्लेट की मोटाई h 3 मिमी और 4 मिमी होती है, तो वेब के प्रत्येक संदर्भ बिंदु पर नोड्स का Z-दिशा विस्थापन आम तौर पर छोटा होता है। यह वेब की मोटाई में वृद्धि और अधिक कठोरता के कारण है; जब मोटाई एच=2 मिमी, वेब के केंद्र क्षेत्र में बल के कारण नोड विस्थापन काफी बढ़ जाता है, और जब अन्य संदर्भ बिंदुओं पर वेब पर जोर दिया जाता है तो नोड का जेड-दिशा विस्थापन बढ़ जाता है। जब वेब की मोटाई छोटी होती है, तो वैक्यूम फ्लेक्सिबल क्लैंप को बढ़ाना आवश्यक होता है।

5 सक्शन कप संरचना में सुधार

यह धारा 4 से देखा जा सकता है कि सक्शन कप के एक ही सेट के लिए, जब वेब की मोटाई कम हो जाती है, तो वेब के सापेक्ष सील गुहा की अधिक मोटाई के कारण, वेब की कठोरता अपर्याप्त होती है, और नोड Z-दिशा विस्थापन काफी बढ़ जाता है। उपरोक्त समस्याओं के जवाब में, निम्नलिखित सुधार उपाय प्रस्तावित हैं: निर्वात कक्ष की सीमा दूरी को कम करें, इसे कई निर्वात कक्षों में विभाजित करें, और एक ही समय में चूषण कप के व्यास को बढ़ाएं। बेहतर सरलीकृत क्लैम्पिंग मॉडल चित्र 5 में दिखाया गया है। अन्य स्थितियां वही हैं जो धारा 4 में हैं, परिमित तत्व सिमुलेशन विश्लेषण वेब पर किया जाता है। चित्रा 6 विभिन्न संदर्भ बिंदुओं पर लागू भार के कारण वेब के विरूपण को दर्शाता है जब बेहतर वैक्यूम सक्शन यूनिट को समर्थन के रूप में उपयोग किया जाता है। चित्र 6 में वक्र 1-7 क्रमशः वेब के प्रत्येक बिंदु के Z-दिशा विस्थापन का प्रतिनिधित्व करते हैं जो संदर्भ बिंदु A से G पर एक अलग भार के कारण होता है।

यह चित्र 4 और चित्र 6 से देखा जा सकता है कि सक्शन कप संरचना में सुधार के बाद, वेब के मध्य क्षेत्र के लोड होने पर वेब नोड का Z-दिशा विस्थापन काफी कम हो जाता है; उसी समय वेब के मध्य क्षेत्र में नोड विस्थापन का परिमाण मूल रूप से समान होता है, जो सुधार से पहले की तुलना में अधिक प्रभावी होता है। सुधारें।

6। निष्कर्ष

एक नए प्रकार के वैक्यूम फ्लेक्सिबल क्लैंप को डिज़ाइन किया गया है, और इसकी मुख्य संरचना और कार्य सिद्धांत पेश किया गया है। साधारण वैक्यूम क्लैंप की तुलना में, इसमें बेहतर बहुमुखी प्रतिभा है, विभिन्न प्रकार के गुहा जाले को संसाधित करने के लिए उपयुक्त है, और विशेष क्लैंप की संख्या को बहुत कम कर सकता है।

परिमित तत्व विश्लेषण सॉफ्टवेयर का उपयोग वेब के समग्र विरूपण को संख्यात्मक रूप से अनुकरण करने के लिए किया जाता है, जब वेब पर विभिन्न बिंदुओं पर जोर दिया जाता है। अध्ययन से पता चलता है कि पतली दीवार वाले हिस्सों के लिए सहायक समर्थन के रूप में वैक्यूम स्थिरता पतली दीवार वाले हिस्सों के विरूपण को प्रभावी ढंग से सुधार सकती है। वेब के लिए, वेब के विरूपण को कम करने के लिए सहायक समर्थन जोड़े जाने चाहिए, और निर्वात कक्ष की सीमा दूरी बहुत बड़ी नहीं होनी चाहिए।