基于随动支撑头的薄壁件加工优化

针对航空航天大型薄壁零件加工过程易发生变形和颤振的特点,设计开发了基于音圈电机驱动的刚柔多点随动支撑头,该支撑头在抑振的同时可以保证壁厚误差。首先,采用ANSYS对薄壁件进行了模态分析与动力学分析并确定最佳预推位移;其次,通过模态实验以及铣削加工试验对最佳预推位移及其抑振效果进行验证;同时,采用自抗扰控制器(ADRC)控制音圈电机实时轴向伸缩调节使得加工过程中的轴向切深始终保持一致。结果表明,该支撑头可以有效降低薄壁件的振动且最佳预推位移为1 mm;同时,该支撑头可以控制轴向切深在加工过程中始终保持一致,同时可以将振动抑制在±5μm范围内。

薄壁曲面零件五轴侧铣加工过程几何-力学仿真及变形误差刀路补偿

五轴侧铣加工因具有极高的加工效率和表面质量,在航空航天复杂零件制造中有着广泛的应用。但由于切削几何的复杂性和加工系统的弱刚性,复杂薄壁件侧铣加工往往容易出现刀具包络面与设计面几何失配引起的刀路偏差和时变强切削力引起的让刀变形误差,导致加工精度难以保证。

大气等离子体射流加工的热误差在线补偿方法

大气等离子体射流加工由于其化学刻蚀的加工原理,材料去除速率极易受温度影响,然而加工区域内温度波动造成的面形误差目前仍难以有效预测与抑制。为了补偿大气离子体射流加工中热效应引起的非线性加工误差,搭建了可在线测量加工区域温度的大气等离子体射流加工系统,分析了加工过程中全局和局部热效应对材料去除速率的影响规律,建立了考虑热效应的时变非线性去除函数模型及标定方法,依据加工区域温度的实时测量数据,实现了基于驻留时间动态调整的大气等离子体射流加工热误差在线补偿技术。熔石英光学元件的修形加工实验结果表明,所提出的方法有效补偿了加工过程中由温度波动引起的面形误差,材料去除量误差PV从362.71 nm降低至132.25 nm,提升63.54%,RMS从90.02 nm降低至33.45 nm,提升62.84%。研究结果为提升大气等离子体加工的修形精度提供了新的思路与参考。

薄壁曲面零件五轴侧铣加工过程几何-力学仿真及变形误差刀路补偿

五轴侧铣加工因具有极高的加工效率和表面质量,在航空航天复杂零件制造中有着广泛的应用。但由于切削几何的复杂性和加工系统的弱刚性,复杂薄壁件侧铣加工往往容易出现刀具包络面与设计面几何失配引起的刀路偏差和时变强切削力引起的让刀变形误差,导致加工精度难以保证。