航空机匣工件车削加工变形量预测及误差补偿

基于车削过程切削力预测模型,采用有限元方法对航空难加工材料薄壁圆筒工件(机匣)的车削变形(让刀)量进行预测,获得了加工变形量与背吃刀量的关系图;进而采用曲线拟合方法,得到了背吃刀量修正函数,利用该修正函数进行刀位点轨迹补偿,可实现提高加工精度、缩短试制周期和降低试制成本的目的。该方法还可应用于其他薄壁圆筒工件的加工变形量预测与误差补偿。

航空机匣工件车削加工变形预测及切削参数优化研究

以航空机匣工件某车削工序为对象,结合切削过程力学仿真及有限元分析方法,实现了其车削加工过程中加工变形量的预测。然后,以背吃刀量为设计变量,以加工效率为目标函数、以加工变形量为约束条件进行了车削加工切削参数优化研究,采用整数规划优化方法,通过改变走刀次数及合理分配每次走刀的背吃刀量,减少了加工变形量、提高了切削效率,实现了航空机匣工件的高效切削。

航空机匣零件加工变形量预测与控制

航空机匣类零件通常由航空难加工材料制成,壁薄、刚性差、难加工,极易发生切削变形。因此,以航空薄壁机匣零件为研究对象,基于切削加工力学建模,采用有限元分析方法,实现了对航空薄壁机匣零件车削加工变形量的预测。在此基础上,采用加工变形量主动补偿方法,通过对每次走刀的切削深度进行补偿以减少加工变形量。有限元仿真与切削试验结果均显示,采用该方法可以大大减少加工变形误差并使其分布更加均匀,可有效地控制切削加工变形量。

高效加工在航空机匣零件制造中的应用

航空机匣零件的制造质量和加工效率是影响高性能航空发动机研制的重要环节。为突破国外对航空机匣制造技术的封锁,本研究针对航空机匣结构复杂、易产生加工变形、材料难加工等特点,重点研究了装夹方式、刀具选择及快速CAM等关键技术,通过大量实验对特征单元的加工工艺参数进行了优化,制定了高效加工工艺方案,并在某型号航空发动机高压涡轮机匣制造中进行了实例验证,提高了该类零件的生产效率。研究成果对于提高我国高性能航空发动机制造技术水平具有重要意义。

航空机匣机器人超硬磨料工具抛光去毛刺技术研究

机匣是航空发动机的重要部件,在机加工后机匣棱边区域会存在明显毛刺,从而严重影响二次定位及装配精度,进而影响机匣质量。针对目前工厂采用人工磨抛去毛刺方式存在的稳定性较差,过、欠抛现象频繁的问题,提出了一种利用超硬磨料弹性工具的机器人抛光自动去毛刺方法。首先,搭建机匣棱边去毛刺工艺系统,然后基于该系统实现超硬磨料工具的选择和在线编程。最后开展抛光去毛刺工艺参数优化实验,并在典型航空后机匣零件上进行验证。试验结果表明抛光后棱边倒角半径约0.1 mm,相邻区域过渡较为顺滑,加工工时约为3 min,抛光轮使用寿命稳定,从而为航空机匣自动化去毛刺提供了可行方案。

航空机匣壳体衬套精密镗削加工技术分析

航空产品一般都是由复合低硬度金属材料制作而成的,比较常见的材料有镁合金、铝合金和铜合金等,航空发动机机匣的制作材料也是一样的。机匣零件在制作过程中对加工技术的精度有严格的要求,通常会选择镗削加工技术对机匣进行加工,可以提高机匣零件整体的精度。但是机匣内孔的粗糙度达不到机匣零件的加工标准,加工中应用刀具种类对零件加工的精密性有着一定的影响,对此,该文对航空机匣壳体衬套精密镗削加工技术进行了研究。

基于几何设计法的航空发动机内外机匣减振控制新方法

航空发动机在运行过程中,由于其结构的复杂性和外部气流的不稳定性,不可避免地会产生大量的振动问题。针对航空发动机整机振动问题,首先根据航空发动机的实际结构并结合经验总结,建立了一种通用的转子‑支承‑机匣振动传递动力学模型,并从航空发动机内外机匣减振控制问题出发,利用一种新型的控制算法(几何设计法),在有限频域内来设计减振控制器,在传感器和执行机构受限的情况下,尝试对多个输出量(即航空发动机的内机匣和外机匣)进行减振控制,并与经典控制理论法比例、微分、积分(Proportional integral derivative,PID)设计的减振控制器进行减振效果对比,最后通过Matlab/Simulink搭建仿真模型并进行仿真验证。结果表明,几何设计法在有限频域内可以直观地获得最优控制器的存在性、唯一性、最优性,对于主控对象的减振控制最优可高达25 dB,相较于传统控制方法形成明显优势。

航空发动机机匣加工工艺探讨

航空机匣一般是一个圆柱形或圆锥形的薄壁筒体,主要起承力和包容作用,而且对不同段机匣的要求不一样。特别是具有复杂外型面的整体结构机匣,其外型面的成形加工是普通机械加工工艺所不能实现的,只有应用多轴数控加工技术才能实现复杂外型面的成形加工。文章将对航空发动机机匣加工工艺进行比对,探讨工艺技术的优缺点。

正逆向重构技术在航空发动机机匣中的应用

为提高传统正、逆向工程设计中的模型重构效率与精度,解决航空发动机机匣因形状复杂导致实体造型困难的问题,研究逆向工程与正向建模相结合的模型重构方法及其特点。以某型航空活塞发动机机匣为研究对象,绘制机匣正逆向混合重建流程图,搭建测量扫描环境,利用三维扫描设备对机匣形面进行数据采集,并使用Geomagic Design X等软件进行数据处理与优化,最终得到机匣数字重构模型。通过偏差检测分析得出,模型平均重构精度误差小于0.5mm,重要配合端面平均误差小于0.1mm,与实际情况相吻合,验证了正逆向重构技术的正确性与便捷性,对航空发动机机匣性能预测、疲劳仿真及结构维修具有一定指导意义。

强背景噪声条件下自适应图卷积神经网络的航空发动机附件机匣故障诊断方法

针对强背景噪声条件下航空发动机附件机匣故障难以诊断的问题,提出了自适应图卷神经网络(AGCNet)航空发动机附件机匣故障诊断方法。将航空发动机附件机匣振动信号通过小波包进行分解,并将小波包系数矩阵定义为包含节点与边的图。在图卷积神经网络中构建自适应图卷积核,基于切比雪夫多项式设计了一种自适应图卷积操作,通过自适应图卷积核对图中节点与边进行特征提取,增强模型在强噪声条件下的泛化性。最后利用全连接层进行特征抽取,进而实现航空发动机附件机匣故障。应用案例表明所提自适应图卷积神经网络模型(AGCNet);在强背景噪声条件下对航空发动机附件机匣故障平均诊断精度为86.42%,均高于LeNet、ResNet以及GCNet模型。能够有效识别故障,可应用于航空发动机附件机匣故障诊断。

航空发动机TC4机匣加工变形控制研究

航空发动机机匣零件的设计采用整体化、轻量化设计思想,使得结构复杂、规格尺寸大、薄壁特征多,而设计精度要求却在逐渐提高,机匣件加工后产生的变形问题尤显突出。探讨了薄壁结构机匣零件加工变形产生机理,提出分区去除余量控制加工变形的方法。使用Prism电子斑纹干涉钻孔残余应力仪测量了钛合金TC4机匣毛坯表层深度残余应力,通过有限元仿真结果预测出机匣毛坯内部残余应力分布规律。建立了机匣切削加工的有限元仿真模型并进行数值仿真,对两种工艺路线下的变形进行对比分析。最后,通过机匣的切削加工试验验证了仿真结果的正确性。

复合材料薄壁机匣热内压试验技术

针对航空发动机复合材料薄壁机匣的热气流压力载荷试验问题,研制了一种可满足370℃,1.34MPa的机匣热内压试验技术,并通过试验验证了技术的有效性。受试腔体由机匣试验件和所设计的试验装置合围成一套可以施加温度和压力载荷的被试腔体结构,能够有效解耦腔内压力对装置产生的轴向力,避免轴向力传递至机匣试验件。试验装置中的关键密封结构承载活塞密封采用FFKM全氟醚O型密封圈,可耐高温330℃。对承载活塞盘进行了一维简化热传导解析分析和三维热传导仿真分析,三维仿真结果相比一维简化解析解能够更准确的反应承载活塞盘的内部温度场。经试验验证,所研制的试验装置有效利用了结构传热的梯度降温性能和与环境的对流散热作用,突破了密封材料的适用温度局限,可以满足机匣件热内压试验密封要求。

航空发动机机匣加工用双主轴铣削加工中心的研发

针对传统航空发动机机匣加工设备的不足和机匣自身的几何结构特点,研发龙门式双主轴铣削加工中心,其立式、卧式双主轴呈正交、共面布置,采用华中8型双通道数控系统,具有七坐标五联动加工功能,可实现双主轴同步加工和大功率宽行切削。该加工中心的成功研制与实际切削结果表明:可有效地简化加工工艺,减少机匣装夹次数,增大切削用量,使机匣的加工时间减少了2/3左右。

航空发动机机匣加工变形分析与控制

航空发动机是飞机的动力核心,其所产生的强大推力来推动飞机快速前进。机匣是航空发动机中的重要组成部分,其主要用于承受航空发动机在工作中所产生的负载和质量惯性力,做好航空发动机机匣的设计和制造对于提高航空发动机的质量有着极为重要的意义。航空发动机机匣为了实现航空发动机的功能,其在设计中多采用的是薄壁、整体的回转结构。航空发动机机匣所使用的材料主要为钛合金、高温合金等,其硬度高、加工难度大,尤其是在航空发动机机匣机械加工的过程中所产生的变形问题直接影响着航空发动机机匣的机械加工质量。本文将在分析航空发动机机匣机械加工中变形原因的基础上对如何控制航空发动机机匣机械加工中变形问题进行分析阐述,提高航空发动机的制造质量。

TC4航空发动机机匣加工变形控制策略

航空产业是高技术产业,发展航空产业能够有效的带动国家科技进步与工业产业升级,提高国家的综合实力。航空发动机作为航空产业中的重要一环需要持续加大科技投入。航空发动机被誉为工业的瑰宝,不论是航空发动机的设计还是制造的难度都极高,文章将结合航空发动机机匣加工后的变形问题就航空发动机机匣加工流程进行分析,对如何做好航空发动机机匣加工工艺的优化,控制航空发动机机匣加工变形量,提高航空发动机机匣的加工质量。

航空发动机机匣构件机械加工工艺优化

航空发动机是飞机的"心脏"也是一个国家加工制造技术的重要体现,在航空发动机的加工制造过程中,航空发动机机匣构件是航空发动机加工制造的重点也是难点之一,在航空发动机机匣构件的加工制造过程中由于其材料、机匣的机构尺寸等的因素常常导致在航空发动机机匣构件加工完成后出现几何尺寸、形位公差超差等的问题,严重影响了航空发动机机匣构件的加工质量,此外,航空发动机机匣构件加工表面损伤会导致航空发动机机匣构件的使用寿命和使用强度等都大打折扣,为提高航空发动机机匣构件的表面加工质量,需要在总结分析影响航空发动机机匣构件表面完整性因素的基础上,做好对于航空发动机机匣构件加工工艺的优化,提高航空发动机机匣构件加工后的表面完整性,确保航空发动机机匣构件的加工质量。

航空发动机机匣数控加工技术研究

机匣属于航空发动机的基本组成部件,发动机机匣具有复杂的结构形状特征,机匣加工的工艺材料性质也较为特殊。近年来,数控加工的自动化技术已经全面融入机匣加工的实践过程,通过构建仿真的机匣加工立体动态模型来模拟机匣的组成结构特征,进而实现简化数控加工的操作流程以及确保机匣尺寸准确性的目标。文章探讨数控加工技术运用于航空发动机机匣的加工实施难点,结合机匣加工的基本需求探析技术完善路径。

某型航空发动机高导内机匣安装边密集裂纹原因分析与焊接修复

某型航空发动机高导内机匣大修时,装配导向器叶片的卡槽安装边出现密集裂纹,采用氩弧焊焊修,不仅使卡槽变形易超过技术要求,且在非裂纹区域产生了新的裂纹。重复焊修又会产生新的裂纹,形成恶性循环,造成产品报废。文中通过分析故障原因,找到症结所在,研究合理高导内机匣安装边的激光修复工艺,解决原焊接方法导致焊后变形和裂纹难题,保证其使用可靠性。

航空发动机机匣构件机械加工工艺的优化

航空发动机机匣构件是飞机发动机加工制造中的关键构件,由于其需要承受极高的温度和负载力因此多使用钛合金、高温合金等的高强度合金作为其主要的材质。现今在航空发动机机匣构件的机械加工中容易出现表面完整性损伤,从而对航空发动机机匣构件的使用寿命造成较大的影响,因此,应当通过对航空发动机机匣构件的加工工艺进行优化,找出航空发动机机匣构件机械加工过程中的应力集中点,改善航空发动机机匣构件机械加工过程中的应力分布以确保航空发动机机匣构件加工表面的完整性,提高航空发动机机匣构件的抗疲劳使用寿命。

某发动机模拟机匣的模态分析与模型验证

以板壳理论为依据,运用模型对比和试验验证的方法证明了壳单元在建立薄壁结构时的合理性,并提出了模型验证的一般方法。首先以不同厚径比γ建立一系列机匣模型进行计算对比,结果表明在0.014<γ<0.037范围内壳单元能较好地模拟机匣结构。据此,在ANSYS中用壳单元建立模拟机匣模型进行模态分析。为进一步验证模型的可靠性,对此模拟机匣进行了模态试验,通过验证固有频率和模态振型置信度发现试验结果与有限元分析结果吻合较好。