百叶轮抛磨叶片的抛磨力预测建模与实验研究

在对叶片进行抛磨时,抛磨力是影响叶片表面粗糙度的关键参数。为了精准分析百叶轮抛磨叶片的抛磨力,以达到更好的抛磨效果,使用川崎机器人夹持叶片接触百叶轮进行抛磨作业对抛磨力进行研究。首先采用单因素试验分析各个工艺参数对抛磨力的影响规律;设计正交试验和极差法,得到了工艺参数对抛磨力的影响主次顺序,根据回归方程建立抛磨力预测模型,并验证了模型的显著性;对比预测值和测量值的相对误差在12%以内,证明预测模型的准确性;最后,通过预测模型逆推得到合理的压缩量对叶片进行抛磨实验,并与在非预测模型下直接对叶片进行抛磨进行对比,实验结果表明,基于此预测模型得到的压缩量对叶片进行抛磨能够得到更好的抛磨效果,精度提高了35%。

百叶轮抛磨叶片粗糙度预测建模与实验研究

为提高叶片表面粗糙度,预先设置合理的工艺参数,本文采用机器人夹持叶片、百叶轮作为抛磨工具的加工方式,对百叶轮抛磨叶片进行正交实验分析,结合多因素线性回归分析方法研究了叶片表面粗糙度与抛磨力、百叶轮目数、叶片进给速度、百叶轮线速度4个工艺参数之间的关系,建立了叶片表面粗糙度预测模型;采用极差分析和方差分析研究了各工艺参数对叶片表面粗糙度的影响,得到较优工艺参数组合,最后对粗糙度预测模型的精度进行了实验验证。分析结果表明:影响叶片表面粗糙度工艺参数的先后顺序为:抛磨力>叶片进给速度>百叶轮线速度>百叶轮目数;在叶片表面粗糙度要求为Ra≤0.4μm的条件下,抛磨加工参数的最优水平组合为:百叶轮目数(320#),叶片进给速度(1.5mm/s),百叶轮线速度(12.147m/s),抛磨力(10N),最终叶片表面粗糙度在(0.2~0.3)范围内,符合加工要求。

百叶轮抛磨叶片微结构区域识别及路径拼接方法研究

叶片型面具有曲率突变特性,需进行分区域加工,其微结构区域的精确识别和抛磨路径拼接是提高叶片表面质量一致性的关键。针对此类问题,提出一种依据截面线切向量夹角变化识别前、后缘微结构区域,根据截面线法向量配准识别叶根过渡圆弧微结构区域的方法,即根据百叶轮最大加工带宽度和抛磨点匹配法分别实现前、后缘和叶根过渡圆弧微结构区域与叶盆、叶背抛磨路径的拼接。仿真及实验结果表明,该方法相较传统圆弧识别方法,能更有效保留微结构区域轮廓信息,相比未考虑路径拼接的抛磨方式,抛磨后叶片型面轮廓精度提高49.52%,表面粗糙度提高57.31%,加工质量一致性提高7.15%和11.55%,证实了微结构区域的识别及路径拼接可有效提高叶片加工质量的一致性。

叶片前后缘识别及百叶轮抛磨工艺研究

针对叶片前后缘厚度小、曲率变化急剧的结构难点,利用最小二乘法对叶片截面前后缘和部分叶身处的离散点进行椭圆拟合,通过设置平均距离、最大距离和斜率差三个误差约束条件来确定前后缘与叶盆叶背临界点,精确识别叶片前后缘;选取适合抛磨前后缘的弹性抛磨工具百叶轮,简化百叶轮抛磨模型,从单颗磨粒抛磨出发,探究抛磨过程中百叶轮压缩量与抛磨力的关系,并基于Hertz接触理论和改进的等弦高误差法确定步长行距。最后通过机器人夹持叶片、百叶轮抛磨的方式进行横抛、纵抛实验。两种抛磨方式横抛后表面粗糙度均小于0.4μm,轮廓度误差小于0.08 mm,均能满足叶片的尺寸精度和表面质量要求。

用于普通卧车的高精度端孔珩磨工装

结合实际生产中遇到辊轴类零件上的高精度端孔加工实例,设计出用于该类孔加工的珩磨工装并应用于实践,解决了加工难题。利用百叶轮弹性磨削的特性,充分发挥其自动适应的优势,设计相应工装,在普通卧车上实现对高精度要求孔的磨削加工。为适应今后可能遇到的其它规格孔的加工,工装设计成接杆快换的形式,增强了适用性。在降本增效、解决端孔加工难题等方面做出探索,提供了一定的经验供借鉴。