随着科学技术的迅猛发展,新型特种车辆不仅需要优良的防护性能,也需要尽可能轻的车体重量,满足现代作战高机动性的要求。因此,需要努力进行装甲防护单元轻量化的研究。研究表明,工程陶瓷／玻璃钢轻质复合构件具有非常广阔的应用前景。但由于传统工艺的制约,在轻质复合构件车体成型过程中,无法准确预留一些装配特征,尤其是大量连接孔,需要根据装配现场的要求进行二次加工。因此,需要研制一种专用便携式加工设备来满足现场加工的需求。根据装配现场需求对便携式加工设备进行总体结构设计,综合考虑整机重量和结构刚度的影响,确定真空吸盘底座、支架、滑块和连接块等零部件的结构尺寸和材料,选择动力设备,研制样机。为了确保真空吸盘底座能够可靠吸附在工件上,需要对密封结构进行接触分析。利用Pro/E建立密封结构的三维几何模型,导入ANSYS中分析橡胶密封圈与工件的接触情况,重点讨论了橡胶硬度对接触的影响。考虑ANSYS Workbench在整机分析方面的优势,利用其对便携式加工设备进行整机模态分析,再利用模态测试仪器对整机进行模态试验,比较有限元仿真与试验测试的模态结果。结果表明电机工作频率与整机固有频率相差较大,不容易发生共振。因此,设备结构设计和电机选型合理,整机动态特性较好。为了验证所研制的便携式加工设备能够满足轻质复合构件的加工需求,需要用其进行加工试验。选择设备转速、定压进给压力和金刚石套料钻壁厚作为试验因素,进行三因素三水平的正交试验,分析各因素与加工时间的关系,得出最佳工艺参数,并通过方差分析,明确各因素对加工时间的影响程度。为了进一步提高孔加工质量,研制了预应力施加装置,并从加工试验和有限元分析两方面说明该装置使用效果明显。