ARTIS刀具监控系统在航空结构件铣削加工中的应用

针对ARTIS刀具监控系统在航空结构件数控铣削加工应用中存在的问题,分析了航空结构件典型特征铣削加工过程中ARTIS监控信号的变化规律,提出了一套减少监控误报警的应用方案。实际应用结果表明,按照该方案进行监控,误报率明显降低,从而提高了监控准确性。

融合工艺信息的复杂零件加工状态识别方法

为解决基于物理信号的加工监控系统在复杂零件数控加工过程中易受工艺波动影响而导致误报警的问题,提出两种融入零件工艺信息的方法来提高加工状态识别的准确率。为验证其可行性,基于数控系统OPC接口开发了一套远程监控系统原型,结合工艺信息和主轴实时切削功率对加工状态进行识别,一旦发现异常,立即控制机床停止加工。在典型飞机结构件上开展了应用验证,结果表明:融入工艺信息后,加工状态识别准确率明显提升。

五轴数控机床旋转轴几何误差测量与建模

利用球杆仪对五轴数控机床旋转轴的几何误差进行了测量及建模。在测试中,五轴数控机床采用两个平动轴和一个旋转轴同步运动,球杆仪采用径向、切向和轴向三种测试路径,并在此基础上对其进行几何误差建模。

五轴铣削加工精度预测系统开发研究

五轴联动数控加工运动复杂,影响零件加工精度的误差因素很多,针对目前五轴加工误差模型比较单一,还没有将多个误差因素综合考虑起来进行分析及预测的现状,提出了基于多体系统理论建立工艺系统综合误差模型的统一方法,详细研究了工艺系统综合误差模型的计算机映射方式,基于VS2010与OpenGL开发了具有可视化交互界面的五轴铣削加工精度预测系统,可在加工前对零件的加工精度进行预测。实际切削加工试验证实了该系统对零件加工精度预测的准确性和有效性,表明基于多体系统理论的精度预测方法是可行的。

ARTIS刀具监控系统在复杂铣削中的应用

针对ARTIS刀具监控系统在复杂零件铣削加工中应用时存在频繁误报警的问题,针对不同的监控模式,提出两种减少误报警的应用方案,并开发了监控指令自动添加工具。应用验证表明,两种方案应用与不同的加工环境,可有效避免误报警。

基于西门子VCS的大型五轴机床空间误差补偿

为提高机床加工精度,采用激光跟踪仪检测并辨识出五轴机床37项几何误差参数,基于西门子840D sl数控系统VCS接口实现空间误差的全面补偿。在一台大型龙门双摆头结构五轴机床上进行了应用验证,补偿后,加工空间体对角线上的定位误差从220μm减少为50μm,减小77.3%。

接触式R-test测量仪的标定和球心坐标计算方法研究

接触式R-test测量仪是一种利用3个接触式位移传感器测量安装在机床主轴上的精密测量球相对于工作台的三维位移的装置,可用于检测五轴数控机床旋转轴的几何误差、联动误差等。如何提高测量仪的标定和球心坐标计算精度是R-test开发的难点。为此,研究了接触式R-test测量仪的结构模型和测量坐标系构建方法,并在测量坐标系中利用机床直线轴的高精度微量移动构建测量仪的在机标定模型,并推导了球心坐标的精确计算模型。最后,通过开发样机进行实际测量,验证所提出方法的精度和可行性。

非接触式R-test测量仪的现场标定方法研究

R-test测量仪是用于五轴数控机床转动轴结构误差测量的专用设备,其标定的准确性和可实施性是保证测量精度的重要前题。研究了一种采用电涡流位移传感器的非接触式R-test测量仪现场标定方法。该方法可直接在被测量机床上实施,利用机床直线轴的高精度微量移动完成仪器测量坐标系和传感器感应平面的标定。在标定完成后,通过样机的现场标定实验和精度验证,验证所提出标定方法的精度和可实施性。最后证明了该方法可减小R-test测量仪在加工装配以及在机床上安装过程所引入的误差对最终测量精度的影响,从而提高R-test测量仪的测量精度和可靠性。

基于NC程序段的提高数控加工监控阈值与信号同步的方法

在数控机床加工过程监控时,由于存在采集频率波动导致监控阈值与信号不同步的问题,导致监控精度下降,从而会影响监控精度。因此针对阈值和信号的精确时间同步要求,提出了基于NC程序段的相对时间同步方法。通过对实时同步误差的计算和判断,采用程序段号对阈值和信号的时间偏差进行校准,减少了监控信号的超前或滞后量。通过对比试验,验证了本方法对提高监控阈值与信号的时间同步性的有效性,提高监控准确性。

五轴数控机床旋转轴安装误差测量辨识方法

为了方便快捷、准确地测量五轴数控机床旋转轴的安装误差,提出一种基于旋转轴综合误差测量的安装误差辨识方法。该方法借助于五轴数控机床的RTCP功能,测量某点绕旋转轴转动过程中的理论坐标与实际坐标的综合误差数据,通过误差数据的平面圆和直线拟合,实现了安装误差的分离和辨识,包括2项位移误差和2项垂直度误差。试验结果表明,该方法计算准确,可用于机床旋转轴的装配调试精度分析。

焊后热处理对7075铝合金直流冷金属过渡焊补焊接头应力腐蚀敏感性的影响

补焊是焊接结构主要修补措施,但目前针对补焊接头耐蚀性的报道较少。针对7075铝合金熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊接接头,采用直流冷金属过渡焊(CMT)进行补焊,之后对焊接接头进行回归再时效(RRA)焊后热处理。对接头的金相组织进行了分析,采用慢拉伸方法对接头应力腐蚀敏感性进行了比较,测试分析了对接头的动电位极化曲线。结果表明:RRA热处理细化了接头各区域的组织,提高了接头的强度和塑性,同时接头的应力腐蚀敏感指数从0.21降低到0.08,接头抗应力腐蚀性能得到明显提高。

油气润滑电主轴测试平台的设计与实现

针对电主轴在实际使用、维护和维修中的测试需求,搭建适用于不同型号的油气润滑电主轴测试平台。该测试平台由电主轴辅助功能模块(电主轴支撑固定单元、电主轴控制单元、电主轴油气供给单元和松拉刀单元)和电主轴测试模块组成,结合基于VC编程的数据采集和处理等功能,可实现对不同型号、不同直径油气润滑电主轴的温度、振动、噪声等的测试,为数控机床电主轴的维护保养和维修提供了实验条件。

西门子数控机床自动化加工过程测头应用保护改进设计

在德国"工业4.0"和"中国制造2025"的推动下,测头在自动化开发应用领域备受青睐。分析了测头在西门子数控机床自动化加工测量应用中存在的风险。针对测头在测量应用过程无防撞、无防转保护问题,基于测头在西门子数控系统测量应用的实现原理,提出利用数控系统的NC异步调用和PLC逻辑控制的改进策略和解决方法。

方肩铣刀铣削钛合金腹板崩刃识别算法研究

为实现钛合金航空结构件切削加工过程中方肩铣刀崩刃异常的有效识别,提出了一种铣削腹板工况下的方肩铣刀崩刃识别算法。通过搭建方肩铣刀崩刃铣削试验平台,设计了崩刃铣削试验方案,通过开展试验分别得到了试验刀片完好状态和崩刃状态下的X、Y、Z向振动数据,通过空转振动信号幅值干扰情况选取了Y向和Z向振动数据进行每转均方根值的移动平均值计算,依据曲线差异选择了Y向数据进行特征值计算,并择优选取了3项特征值作为SVM模型分类训练输入,通过以其中2项特征值为输入得到了SVM训练模型,最后以验证刀片在同样工况下的振动数据为识别输入,成功验证了该SVM模型在方肩铣刀铣削钛合金腹板崩刃识别算法中的可靠性,其平均预测准确率达97%以上。

基于虚拟样机的地下铲运机驾驶室人机分析

针对传统地下铲运机人机工程设计与分析方法的不足,提出在虚拟样机意义下的产品人机工程学仿真分析方法。采用虚拟样机技术建立某型号地下铲运机数字化人机系统,运用人机工程学基本理论及CATIA人机工程学分析模块,从工作空间、操作舒适性、视野舒适性三方面对其进行人机工程学仿真分析,指出了原设计中存在的人机工程学问题。

基于时变特性的数控机床综合误差建模方法

以立式B-A摆头五轴数控机床为例,根据机床误差元素的时变特性,研究一种能够反映静、动态综合误差的数控机床误差建模方法。将动态误差表达为与运动单元速度、加速度相关的傅里叶级数形式,并与静态误差结合,将运动副误差元素表达为静态误差矩阵与动态误差矩阵的复合形式,利用多体系统理论构建了静、动态误差与刀具轨迹误差的映射关系模型。理论分析表明,基于时变特性的综合误差建模方法考虑了运动学、动力学两方面的影响因素,可以更准确地反映机床高速、高精加工过程产生的实际误差,从而为数控机床的误差补偿及控制参数整定奠定一定的理论基础。

焊后热处理对7075铝合金脉冲MIG补焊接头组织和力学性能的影响

针对7075铝合金MIG焊对接接头,采用脉冲MIG焊进行补焊,之后对接头分别进行T6、T7和RRA三种焊后热处理。对3种焊后热处理接头和未热处理接头的组织和力学性能进行了对比分析。结果表明：焊后热处理有效改善了焊缝和热影响区的组织,T7热处理后焊缝和热影响区晶粒细小,冲击吸收能量最高,塑性最好;T6热处理接头具有最高的抗拉强度,达到400 MPa,较未热处理提高了25%;RRA热处理后力学性能处于T6和T7之间;3种热处理均提高了母材区的硬度,而且热影响区的硬度也提高到与母材相当;但焊后热处理对补焊焊缝区的硬度提高不明显。

不同焊接工艺对SUS301L-MT不锈钢接头组织和力学性能的影响

采用活性气体保护电弧焊(MAG)、激光焊和激光-MAG复合焊三种焊接方法,分别对SUS301L-MT不锈钢进行了对接焊,分析比较了三种不同焊接工艺对接头组织和力学性能的影响。结果表明,三种焊接工艺下得到的焊缝接头均为δ铁素体和奥氏体的双相组织,MAG焊接头的热影响区宽度达到了3mm,而激光焊和激光-MAG复合焊的热影响区宽度仅为1mm;三种焊接工艺下的接头残余应力峰值均分布在焊趾位置,MAG焊接头具有最高的纵向和横向残余应力峰值;激光-MAG复合焊接头的抗拉强度最高,达到906 MPa。

热处理对激光选区熔化制备Inconel 718合金组织和拉伸性能的影响

采用激光选区熔化工艺(SLM)制备了Inconel 718合金,并对合金分别进行了1050℃×1 h固溶和1050℃×1 h固溶+720℃×8 h+620℃×8 h双级时效热处理。结合微观组织、拉伸性能和断裂特征分析,研究了热处理工艺对SLM制备的Inconel 718合金组织和力学性能的影响。结果表明:固溶处理后合金内Laves相溶解,位错密度显著降低,材料的强塑性匹配较打印态得到良好的改善。经过时效热处理后,γ′和γ″强化相析出使合金强度大幅度提高的同时,保留了一定的塑性。

退火处理对3D打印CoCrFeMnNi高熵合金组织和性能的影响

采用选区激光熔化(SLM)工艺制备了等原子比CoCrFeMnNi高熵合金,并对试验合金分别进行了650℃×1 h和900℃×1 h的退火处理。结合微观组织分析、拉伸性能分析和断裂特征分析,研究了退火工艺对SLM制备的CoCrFeMnNi高熵合金组织和力学性能的影响。结果表明:打印态试样屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为672 MPa、751 MPa和34.3%。650℃×1 h退火处理后,屈服强度、抗拉强度和伸长率略微降低,分别为583 MPa、718 MPa和33.5%。900℃×1 h退火处理后屈服强度和抗拉强度分别降低至494 MPa和707 MPa,伸长率提高至46.6%。断口呈典型的韧窝特征,变形机制均为纳米孪生。