光整技术新工艺——离心式抛磨加工

本文介绍了离心式抛磨加工的工作原理,主要技术参数及应用,对磨块的选择与作用进行了叙述。

深孔抛磨加工设备的结构及参数确定

介绍振动回转式深孔抛磨加工设备的主要结构及关键参数的确定方法,为深孔抛磨设备的设计提供了依据。

偏心回转式抛磨加工原理分析

介绍偏心回转式抛磨加工的基本原理，分析了这种基本加工原理下的惯性力，磨块与工件之间的作用力。通过改变辅具的结构形状，可以改变这些力的方向与磨块与工件间的作用方式，从而可完成对不同形状、尺寸、加工要求零件的高效去笔刺和光整加工。

深孔抛磨加工原理分析

本文介绍了一种特殊的深孔精整加方法。分析了两种加工原理的特点，指出了振动回转式加工的优越性。

基于在线测量的机器人智能磨抛加工技术研究

随着汽车、航空航天领域各类技术高速发展,研磨、抛光等后续精加工程序的质量与效率面临着更高要求。鉴于此,开展基于在线测量的机器人智能磨抛加工技术研究迫在眉睫。通过市场调研与数据分析,明确了磨抛机器人需具备驱动与停止、在线监测、视觉定位、智能路径规划,以及动态磨抛等功能,并据此设计相关机构。运用SolidWorks软件构建磨抛机器人的三维模型,借助Matlab软件展开理论计算,利用Adams软件针对主要机构进行仿真和运动学分析,同时使用ANSYS软件对磨抛机器人的关键零部件实施静力学分析。研究结果表明,基于在线测量的机器人智能磨抛加工技术方案切实可行,磨抛件在强度、精度等各方面均符合条件,达到设计要求,且参数设计合理。

工业机器人磨抛柔性加工单元磨削参数识别方法优化试验

为解决工业机器人磨抛柔性加工单元因砂带磨损导致工件磨削量减少、被加工工件表面质量一致性差的问题,提出建立基于砂带磨削参数识别方法,以此作为判断砂带磨损程度依据,并进行相应的补偿。在分析砂带磨削参数的理论基础上,设计基于磨削力、磨削深度、砂带粗糙度、砂带厚度、磨削量5种不同的磨削参数识别方法,并通过试验测试,分析优化出砂带磨削参数识别方法,即通过调整磨削参数,补偿因砂带磨损而减少的工件磨削量,可有效保证加工表面一致性。

单晶硅磨抛协同加工的分子动力学

磨削与抛光是实现单晶硅材料超精密表面加工的重要工艺方法,磨抛协同加工过程中由磨粒运动状态主导的二体与三体磨损机制对材料去除效率以及表面加工质量具有重要影响。采用分子动力学方法,建立固结与游离运动状态双磨粒协同作用下的单晶硅表面超精密磨抛加工过程仿真模型,分析磨粒切入深度、横向与纵向间距干涉等因素对磨削力、材料相变、表面损伤及材料去除行为的影响规律,阐释单晶硅磨抛协同超精密加工表面形貌演化规律。研究表明:受磨粒运动状态驱动的单晶硅材料表层损伤原子数量随固结及游离磨粒切入深度增大而增加,磨粒切入深度对工件的材料去除、裂纹生长及损伤行为影响显著;法向和切向磨削力随磨粒切入深度增加而增大,且在同等切入深度变化时法向磨削力增加幅度大于切向磨削力;通过单晶硅金刚石结构分析磨粒间干涉区域的损伤情况可知,随着磨粒间纵向间距增加时,工件所受干涉作用减小,六角金刚石晶体结构减少;相比较固结磨粒,游离磨粒对工件的损伤区域更深,产生瞬态缺陷原子更多。研究结果可为实现超精密磨抛协同加工工艺高材料去除效率和高表面质量提供理论基础。

工业叶片磨抛加工过程接触控制优化

应用机器人磨抛技术对叶片进行磨抛加工过程中,由于非零逼近速度和不连续动态特性等因素使得磨抛加工接触过程存在力振荡与力过冲问题,严重影响叶片表面加工质量和系统稳定性。针对此问题,文章提出了一种磨抛加工过渡过程的优化振动抑制方法。以机器人砂带磨抛技术为研究对象,在输入整形技术的基础上引入正负交替的脉冲序列,设计出改进具有负输入的整形器,优化控制系统的性能。为验证所提出方法的有效性,应用MATLAB建立仿真分析模型,并采用工业机器人与磨抛加工装置开展实验。结果表明,所提出的改进方法可以实现磨抛加工过渡过程的平滑过渡,减少系统响应时间延迟和加快响应速度,具有较强的鲁棒性和稳定性。

钛合金风扇叶片磨抛加工性能试验研究

针对钛合金风扇叶片磨抛加工中砂轮易磨损、工件表面易烧伤的问题,开展了钛合金材料磨抛加工性试验研究,主要考察砂轮选型、磨抛工艺参数等关键因素对钛合金材料磨抛加工性的影响,并对试验结果进行了分析研究。试验结果表明,在保证工件表面加工质量(R_a0.8μm,表面无烧伤)的前提下,普通磨料砂轮GC46L10V磨抛加工钛合金的材料去除率和磨抛比分别可达5000mm^3/min和2.5,超硬磨料陶瓷结合剂CBN砂轮磨抛加工钛合金的材料去除率和磨抛比分别可达2000mm^3/min和4。基于研究结果,针对钛合金风扇叶片开展了砂带磨抛加工验证试验,工件加工质量良好。

航空发动机叶片磨抛加工刀纹特征提取

针对航空发动机叶片自动化磨抛加工缺少叶片表面快速检测技术的问题,以机器人磨抛加工为平台,搭建了视觉检测系统进行叶片图像采集。提出了基于灰度共生矩阵与加权小波分解的刀纹特征提取与识别方法,采用训练支持向量机分类器,并通过边缘检测算法提取刀纹边缘。实验结果表明,所提方法准确率为97.19%,可以精准地获取叶片刀纹大小和位置,具有准确、效率高、易于实现自动化等优点,可为航空发动机叶片磨抛加工自适应检测提供参考。

基于响应表面法的钛合金零件磨抛加工工艺参数优化

钛合金的化学活性高、热导率低、弹性模量小,是一种典型的难加工材料。随着工业技术的发展,现代工业对钛合金的表面质量提出了更高的要求,因此,对于钛合金磨抛加工这种能够获取高表面质量的加工方法的研究显得非常重要。采用Box-Behnken试验设计方法,进行了工艺参数对表面粗糙度的影响试验,然后基于响应表面法,建立了钛合金磨抛加工表面粗糙度二阶预测模型,并对工艺参数进行了优化。

航空发动机叶片边缘柔性抛磨技术研究

航空发动机叶片边缘是叶片型面上较难加工的区域。针对高质量叶片的边缘型面抛磨难题,基于叶片型面的构造特点与砂带的磨削特性,规划了抛磨工具的加工轨迹。以Open CASCADE(OCC)软件为分析平台对叶片边缘进行了干涉分析,并对其进行了准确的区域划分。进一步将干涉区域的刀轴矢量进行动态调整,在极大程度上拓宽了叶片边缘型面的抛磨区域。最后进行了实际抛磨实验。结果表明:叶片边缘型面的加工质量确实得到了较为明显的改善。

航发叶片7轴联动数控砂带抛磨编程技术

航空发动机叶片型面的终加工表面质量对飞机的整体性能起着决定性作用。为此,利用多轴联动数控砂带磨床对叶片型面进行高效高质量抛磨加工,在此过程中,对叶片型面进行了相应的抛磨轨迹规划,并进行了数控砂带磨床的运动求解过程。将求解算法整合于OCC(Open CASCADE)开发软件平台,在实现抛磨仿真的基础上生成了数控加工程序。最后,对某公司生产的航发叶片进行了粗精抛磨加工实验,从检测结果来看,此抛磨加工方法在提升叶片加工质量的前提下大大提高了加工效率。

航发叶盘类零件不同抛磨工艺的仿真对比分析

为提高整体叶盘抛磨加工均匀一致性,对比分析了回转式、振动式及振动回转式抛磨加工。通过离散元软件EDEM对整体叶盘的模拟件进行仿真分析,在磨损量、滚抛磨块速度及各自的变异系数等方面对比分析回转式、振动式及振动回转式抛磨加工整体叶盘模拟件的优缺点。仿真结果显示,相较于回转式加工和振动式加工,振动回转式加工后的模拟件缩短了顶部至根部、前缘至后缘方向的磨损量差值和滚抛磨块速度差值,增大了表面磨损量并提高了加工均匀一致性。结果表明,无论从加工效率还是加工均匀性的角度分析,振动回转式的加工方式都要优于回转式加工和振动式加工。

凝胶结合剂磨粒工具制备及其磨抛性能研究

提出基于溶胶凝胶原理制备大面积细粒度磨削与抛光工具的方法。比较了凝胶结合剂工具与烧结式金属结合剂工具在分散细粒度磨粒方面的效果,并将所制备的凝胶工具用于单晶硅片和天然石材的磨抛加工。结果表明,凝胶工具中磨粒分散的均匀性较烧结式工具有明显改善。与游离磨料加工相比,采用凝胶工具的磨抛加工能够更加高效率地获得更低粗糙度的单晶硅片表面。凝胶工具在加工硬质花岗石材时的材料去除能力不足。但是,在加工大理石材料时能够获得满意的表面光泽度。在初期磨抛阶段,凝胶工具磨损以磨粒磨损方式为主,随着加工过程的进行,会出现一定程度的磨料脱落。

光学透镜磨抛的语义修正自学习模糊控制

根据压力、摆幅及摆角对光学透镜磨抛加工质量的影响程度不同，开发了基于语又修正的模糊自学习算法，并构建了加工过程的预测系统．智能控制的引入，使算法具有很强的适应性，也为抛光工艺的深入探讨奠定了基础．

磨抛中金刚石磨盘与花岗石的界面作用

通过跟踪不同加工阶段的花岗石表面光泽度、微观形貌以及组分变化特征 ,研究垂直轴磨削过程中金刚石磨盘与花岗石界面的作用机制 .用光泽度仪、环境扫描电镜 (ESEM)和 X射线多晶衍射仪 (XRD) ,分别研究加工过程中花岗石表面光泽度、微观形貌和组分的变化 ;并用三明治薄膜热电偶 ,监测了磨盘与花岗石接触界面的温度变化 .结果表明 ,加工过程中磨盘与花岗石接触界面的温度 ,不足以引起花岗石表面的组分变化 .花岗石表面光泽度的高低 。

机器人变抛磨头抛磨系统搭建及其实验研究

为了实现复杂曲面类零件一次性、完整性抛磨加工的理念,设计搭建了基于工业机器人的变抛磨头抛磨系统,其中包括抛磨平台的结构设计、静力学分析、模态分析、控制方案设计、测力模块的设计以及传感器与上位机之间通讯方案的设计;然后基于阻抗控制算法构建了工业机器人与抛磨平台间的柔顺联动控制策略。经实验验证,抛磨平台具有较高的定位精度和重复定位精度,且抛磨平台与工业机器人配合加工时无碰撞与干涉发生,选用航空发动机叶片进行抛磨加工实验后未发现加工盲区的存在,为复杂曲面类零件一次性、完整性抛磨加工奠定了基础。

基于Preston-PSO算法的多方向机器人磨抛轨迹生成方法

针对机器人磨抛加工过程中的纹理现象,提出一种基于Preston公式和粒子群优化算法的多方向性机器人磨抛加工轨迹生成方法,获得能自适应曲面模型的光顺无拐角、覆盖均匀且具有多方向性的磨抛加工轨迹。仿真与实验证明,与方向平行轨迹的加工效果相比,此算法生成的轨迹能有效抑制表面条形加工纹理的产生,减小加工表面粗糙度,提高表面质量,获得良好的镜面加工效果。

航空发动机叶片自适应磨抛定量去除研究

航空发动机叶片磨抛是叶片加工的最后一道成型工艺,加工质量直接决定叶片的工作寿命。叶片加工后的形状精度在叶片加工质量中起到了关键性作用,传统的恒力恒速度的磨抛工艺仅对余量分布均匀的工件有较好的磨抛效果。针对工件余量分布不均匀的问题,采用“测量-规划-加工”一体化的思路,对加工前的三坐标测量数据采用非均匀有理B样条(NURBS)曲面进行表面重构,根据规划的理论刀路点信息,计算刀路点的余量信息,根据先验的材料去除率模型信息,规划砂带线速度,以控制每个区域内的表面去除量。为验证所提出方法的有效性,利用机器人与带有力控的磨抛单元开展了实验,结果表明研究所提出的方法可以有效控制磨抛加工的去除余量。