叶轮零件增减材复合加工工艺规划及虚拟仿真加工研究

针对叶轮零件结构复杂、加工难度大等问题,对其结构及工艺特点进行分析,制定增减材复合加工工艺规划,并基于NX软件设计增材和减材加工的刀具轨迹,最后通过在VERICUT中构建的虚拟仿真系统对加工过程进行仿真,验证增减材复合加工工艺及NC程序的正确性。虚拟仿真加工结果表明,该方法可为复杂零件高效、高质量加工提供一种新的思路和参考。

基于VERICUT的薄壁零件数控加工技术研究

薄壁零件结构复杂,精度要求高,加工效率低,其加工难度大,程序复杂,加工易出现碰撞、干涉和超程等问题,数控加工过程中没法人为的来判断数控程序的正确性。针对这一问题,从数控加工的装夹方式入手,研究薄壁零件的数控技术。在验证数控程序正确性的数控虚拟仿真加工软件VERICUT9.1中模拟加工零件,杜绝了加工过程中的碰撞、干扰、超程等问题,使试切时间减少,开发周期缩短,产品生产效率提高。最终,该机床的虚拟仿真加工模型以及数控程序的正确性和有效性,通过FANUC加工中心对该零件的实际加工得到有效验证。

薄壁结构件毛坯去应力分析与铣削加工变形有限元模拟研究

薄壁件在航空航天领域应用广泛,其制造精度直接决定了装备的服役性能。然而,由于热处理的影响,导致薄壁件在加工之前存在残余应力。如果控制不当极易导致零件超差。因此,本文以7075铝合金板材为研究对象,分析了残余应力在板料淬火与预拉伸时产生的原理。进一步,采用有限元方法作为工具,对7075毛坯在淬火和预拉伸法过程中残余应力的产生进行了模拟。通过模拟发现,当毛坯件被拉伸约3%,塑性应变量约为2.4%时,淬火残余应力消除可达91.2%。在降低残余应力的基础上,本文建立了薄壁结构件铣削加工仿真模型,模拟了多因素耦合作用下的铣削加工变形,并通过铣削实验验证了仿真结果的正确性。

复杂结构薄壁异形零件数控加工技术初探

航空机载设备因为对重量和空间尺寸有严格的要求,用到了许多复杂结构薄壁异形零件,这些零件结构刚性差,形状不规则,多由复杂曲面组成,只能使用UG等三维软件数控编程加工。为合理加工复杂结构薄壁异形零件,从工艺方法、数控编程、仿真检测、工装夹具、切削参数等方面对此类零件的数控加工进行了初步探讨,总结了复杂结构薄壁异形零件数控加工的共性规律,确认并优化了切削参数,为高精度、高可靠、高效率地加工此类零件提供了有益的方法和尝试。

滑动轴承-转子系统油膜失稳参数影响分析

以单跨双盘转子系统为研究对象,针对滑动轴承在高转速时容易出现的油膜失稳问题,建立了考虑陀螺影响的转子系统集中质量模型,含油石墨轴承和滑动轴承分别采用弹簧-阻尼模型和短轴承非线性油膜力模型。在给定转速下考虑两种不同载荷工况(工况1,2分别表示两圆盘偏心同向和反向),分析了转子的偏心距、轴承间隙、润滑油黏度、轴承长径比对系统振幅的影响。研究结果表明:工况1出现第1阶油膜失稳,工况2同时出现第1阶和第2阶油膜失稳;各参数在低转速(3 200 r/min)时工况1和2系统振幅变化规律基本一致;在较高转速(5 000 r/min和1 0000 r/min)时,系统振幅在工况2的情况下较工况1大;在高转速(13 000 r/min)时,两种工况下系统振幅都存在较多突变点。

航空薄壁件对称及阶梯对称铣削的数值仿真与分析

为研究薄壁工件在铣削加工过程中的让刀变形,以工字型薄壁结构件为例,建立了铣削加工过程的有限元模型。综合考虑切削载荷、加工顺序等因素,对薄壁工件进行了对称铣削及阶梯对称铣削全过程的有限元数值仿真。模拟结果表明:薄壁件中部变形大,两端及底部变形小;阶梯对称铣削能显著减小薄壁件加工的让刀变形,对称铣削及阶梯对称铣削两者残余应力相差不大且分布情况相似。试验结果表明有限元模拟结果可以接受。根据有限元分析的结果,结合数控加工偏摆补偿,可以达到高效、经济、优质加工航空薄壁零件的目的。

提高虚拟车削仿真质量的工件建模方法

根据车削加工工件的几何外形和成形特点 ,提出了包含加工误差信息的回转体类工件半剖轮廓多边形建模方法和记录、组织加工误差信息的刀具轨迹法。在虚拟加工中 ,刀具扫描体被简化表示为刀具扫描体轮廓多边形 ,简化了仿真计算。同时还对加工过程仿真和反映加工误差的已加工表面形貌的构建等关键问题进行了研究。

航空发动机典型零件加工技术与刀具应用分析

随着国家科技的进步,航空制造业已成为衡量国家发达水平的重要因素之一.航空发动机是飞行器的核心部件,因此发动机典型零部件的加工技术与刀具应用对航空业的发展起着重要的作用.由于航空零件多为难加工材料,不但对加工技术有高的要求,对加工用的刀具要求更高.本文针对航空发动机典型零件材料及特性、加工技术的现状与刀具应用进行了分析;对航空典型零件加工用刀具材料及特性探讨,并结合刀具磨损对加工精确度的影响,对多轴高速加工刀具的磨损进行仿真分析,同时针对多轴高速铣削特点对航空航天钛合金零件的专用刀具进行设计,为今后我国航空发动机典型零件的高效、高精确度加工打下一定的基础.

拖拉机复杂零件的逆向建模和数控加工仿真——基于UG软件

为了提高拖拉机复杂零部件的设计和制造效率,将逆向建模和数控加工仿真技术引入到了设计制造过程中。在进行逆向建模时,首先需要对模型的数据进行采集,通过分析模型的曲面几何特征可以确定整体测量方案,采用三坐标侧量仪可以得到拖拉机零部件的点云数据;数据采集完成后,通过转化格式导入UG软件进行数据处理,通过处理去除或隐藏干扰点,创建曲线和曲面,在创建曲面时通过补充曲线和曲面的光顺方法提高曲面的质量;最后,进行模型的结构设计(如添加加强筋、安装孔等),通过装配完成曲面建模。模型创建完成后,通过UG软件对模型进行加工仿真模拟,进而得到拖拉机复杂零部件的加工成品,对于零部件形状和性能的优化具有重要的意义。

薄壁件数控加工物理仿真研究现状与发展趋势

评述了薄壁零件数控加工物理仿真技术研究各方面的发展状况,总结物理仿真的当前研究内容和方法,提出了薄壁零件数控加工物理仿真中有待进一步研究的问题及发展方向。

刚性转子-轴承系统的复杂非线性动力学行为研究

为揭示转子系统复杂的非线性行为,用多初始点分岔分析方法研究了刚性转子-轴承系统在转速、偏心等参数变化时系统响应随参数变化的非线性现象,各吸引子的吸引域在相空间中的变化情况,以及从单初始点出发系统在相空间中的运动规律。结果表明:多初始点分岔分析法能够发现更加丰富的非线性现象;在多吸引子共存的相空间不同的初始点系统稳态响应可能表现出不同的运动;根据相空间中吸引域的变化规律能够从机理上对传统单初始点方法得到的非线性现象进行很好的解释。

碰摩转子—轴承系统非线性动力学行为研究

为了充分揭示碰摩转子系统复杂的非线性动力学行为,将多初始点分岔分析方法应用于碰摩转子—轴承系统的研究当中。通过对给定参数下转子系统响应的数值模拟,发现了比单初始点算法更加丰富的非线性现象,在一定的参数范围内该碰摩转子系统有多吸引子共存,并对解的演化过程进行了研究,结果很好地解释了碰摩转子系统中一些复杂的非线性现象。

基于奇异值分解的连续小波消噪方法

针对小波软阈值消噪的缺点,提出了一种基于奇异值分解的连续小波消噪方法.通过对小波变换的系数矩阵进行奇异值分解,将其中的信号特征成分和噪声分解到不同的正交子空间中,在子空间中选取集成信号特征成分的奇异值矢量进行重构,从而提取出淹没在噪声中的信号成分.通过仿真数据的对比分析和工程测试信号的应用,表明该方法适用于冲击成分信号的提取,与软阈值消噪法相比,它提取出的信号特征成分更完整,信噪比更高.

非对称转子-轴承系统碰摩的动力学特性分析

建立了受非线性油膜力作用的非对称转子-轴承碰摩模型,考虑刚度的各向异性,运用数值方法研究了轴两个主方向上的刚度比rk发生变化时,系统的分叉特性,发现系统发生碰摩时倍周期运动-混沌运动-倍周期运动的运动路径和反向涡动现象。针对数值结果使用分叉图、Poincare映射图和轴心轨迹图等方法研究其非线性特性,分析了碰摩对受非线性油膜力作用的非对称转子-轴承系统的影响。

工程机械仿真设计标准化研究

研究了工程机械形态仿真中数字仿真值的标准化问题。阐明了工程机械仿真设计的基本思想、内容与特征;针对仿真设计研究中发现的数字仿真值与现代机械标准化设计、制造及互换性不相符合的矛盾,提出了在保持仿真机技术经济指标和机件强度不变的原则下,调整一般件和常用件的尺寸圆整规范,以及调整标准件尺寸标准化的理论与技术解决方案。经强度与效益指标检验,工程机械形态仿真是可行的,对其他机械设计也有参考价值。

板类工件切削参数优化分析与实验验证

基于VERICUT软件,以一种板类工件加工为例,研究了工件仿真加工与切削参数优化分析的全过程。应用VERICUT强大的仿真功能,实现刀轨仿真和机床仿真的同步显示,形象逼真地展现出机床加工的真实环境。经过分析加工切削参数,在软件内的程序优化模块进行相应参数设置,根据切削体积、切屑厚度的改变而改变走刀进给速度,实现加工程序的优化。优化后程序通过加工验证,使得工件整体加工时间缩短29.1%,加工出的零件也完全满足设计要求。为提高板类工件加工效率提供了一种有效方法。

基于UG建模和仿真的拖拉机箱体零件数控加工研究

为了提高拖拉机箱体复杂曲面的加工精度,合理安排加工工序,提高加工效率,将UG建模和仿真技术引入到了零件数据加工过程中,通过对加工工序和程序的检验与修改,以达到数据加工工序和源程序优化的目的。以拖拉机箱体零部件曲面形状的数控加工为例,采用曲线拟合技术对数控加工过程的刀位进行了优化,利用UG软件对加工过程进行了仿真。仿真结果表明:刀位优化后的曲面加工最大过切和欠切量都有所降低,说明通过优化提高了数控加工精度。

基于特征与遗传神经网络的飞机结构件数控加工工时预测方法

为了解决在没有数控程序的情况下快速准确的预测飞机结构件的数控加工工时,提出了一种基于特征与遗传神经网络的数控加工工时预测方法。提炼各类特征的加工工时影响因素并建立特征样本库,为每种加工特征构建BP神经网络;针对BP神经网络极易陷入局部极小值、收敛速度慢、网络参数难以确定等问题,结合遗传算法优化BP神经网络。建立了5种神经网络结构,通过调用相应的网络预测每一类加工特征的加工工时,进而形成每一工步的加工工时,累加零件所有工步的加工工时得到零件整体的加工工时。应用该方法预测零件整体的加工工时误差在5%以内。

机床床身模拟件的弯曲刚度对其热态几何精度影响规律的应用研究

针对弯曲刚度大小不等的两种床身模拟件 ,采用与环境温度变化或摩擦热作用相似的热源对其进行热态模拟 ,讨论了在稳定热源下的三维传热特性。并利用有限元程序计算出同一热源在放出热能不同情况下模拟件的温度场分布。与实验测得的温度场对比结果表明 ,二者基本吻合。热变形实验结果表明 ,在相同的温差情况下 ,刚度较小的床身模拟件的热态几何精度明显优于刚度较大的床身模拟件的热态几何精度。因而 ,从改善机床床身的结构出发 ,本文创造性地提出的通过适当降低床身模拟件的弯曲刚度 ,并解除其它部件对床身模拟件变形的束缚 ,使其床身模拟件的重力变形能自动地补偿环境温度变化或床身与工作台之间摩擦等热源引起的热变形的这一原理 .

小型异构件抛光机运动系统分析

为解决小型异构件全自动抛光机在抛光复杂曲面零件时夹具体相对于布轮位姿的精确控制难题,基于抛光机结构,分析其三直线轴和三旋转轴的运动系统,建立机台的D-H坐标系。通过运动学正反向运算推导出其位姿方程并求得逆解,确定夹具体位姿与各个关节变量的对应关系。以水龙头为例,提取三维模型表面关键点坐标,借助MATLAB和ADAMS逆解出各关节变量数值,实现各关节的运动学仿真。抛光实验获得的表面粗糙度Rz=0.36μm,满足抛光要求。