基于驻留时间控制的压气机叶片前缘砂带磨削研究

提出了一种面向叶片前缘廓形精准控制的机器人砂带磨削加工方法.以轴流压气机叶片为研究对象,结合半赫兹接触理论和有限元仿真获取了柔性磨具和叶片前缘的接触区域内的应力分布,基于Preston方程求解材料去除函数.遍历刀位点对控制点的磨削深度,建立全局材料去除矩阵,搭建驻留时间求解非线性方程组.采用带有阻尼因子的Tikhonov正则化消除大型稀疏病态矩阵对求解精度波动的影响,将所求驻留时间转换为对应刀位点的进给速度,生成机器人加工代码.磨削试验结果表明,基于驻留时间控制的机器人砂带磨削方法能够实现给定允差范围内叶片前缘廓形的精准加工,型面误差可以控制在0.02mm以内.

自由曲面六轴联动砂带磨削机床试验

提出了一种以汽轮机叶片为典型对象的自由曲面高效精密加工方法,建立了基于砂带磨削原理的自由曲面六坐标联动磨削与抛光系统,研究了该机的关键技术如双摆动磨头、自由曲面磨削数控编程软件和冷缺排屑系统,在此基础上利用该机对叶片表面进行了六轴联动砂带磨削抛光试验验证,为确定合理的汽轮机叶片抛光工艺参数提供了依据。

叶片砂带磨削机构的设计与实现

首先,根据叶片技术要求,选取合适磨削方式、砂带与工件的接触形式以及砂带磨削的走刀方式。其次,根据被磨削叶片的材质和结构形状,选择合理的磨削工艺参数,以达到理想的磨削效果。最后,针对汽轮机叶片的复杂特性,设计了一个砂带磨削机构。该机构的加工精度高,加工后的叶片表面粗糙度可达0.8μm。解决了以汽轮机叶片为代表的复杂曲面磨削抛光的技术难题,提高了叶片型面的几何精度和表面质量。

叶片型面砂带磨削技术的现状和发展趋势

叙述了国內外叶片型面砂带磨削的各种技术,分析了一些叶片材料的砂带磨削性能,并介绍了一些典型的叶片砂带磨床。

六轴联动叶片型面砂带磨削方法及加工仿真研究

依据砂带接触轮与叶片型面的最佳接触条件,提出了叶片型面六轴联动砂带磨削加工方法,并进行了叶片砂带磨削的刀位点计算;采用VERICUT构建了虚拟数字机床并进行了仿真加工实验,验证了叶片型面砂带磨削加工刀位点以及轨迹计算的正确性。

基于ACIS的叶片型面数控砂带磨削刀位计算及精度控制方法

提出了叶片型面六轴联动磨削的刀位点的计算方法,探讨了走刀步长、行距与磨削加工误差之间的关系,开发了基于ACIS的叶片型面磨削加工仿真软件。对某叶片型面的刀位点进行了计算和走刀轨迹仿真,验证了叶片型面砂带磨削加工刀位点以及轨迹计算的正确性。

航空发动机叶片抛光技术现状及发展趋势

叶片最终成形一直是航空发动机制造中的瓶颈技术,叶片自动化抛光技术研究可以解决国内叶片主要依靠手工抛光所带来的一系列问题。本文对砂轮磨削、砂带磨削的工艺特点进行了介绍,并结合国内外抛光技术现状,针对叶片抛光的技术难点,总结出了叶片抛光技术的发展趋势,给叶片抛光技术从业人员指出了一个研究方向。

面向钢轨目标廓形的多砂带磨削作业打磨模式

基于砂带打磨钢轨时的接触状态,在单条砂带磨削角度给定的前提下,推导单条砂带磨削在钢轨横向截面上的材料去除深度,建立单条砂带材料去除的廓形模型和面积模型。为在多砂带联合磨削下包络形成钢轨目标廓形,在给定首条砂带的磨削角度后,根据当前钢轨表面的剩余高度并以打磨量最大为原则设定其他砂带的磨削角度,结合工艺参数生成钢轨养护时的多砂带联合磨削作业打磨模式。以打磨质量指数评价打磨质量,确定打磨次数,评价多砂带联合磨削作业打磨模式的打磨质量。结果表明:在砂带磨削工艺参数一定时,砂带的磨削能力与钢轨表面的曲率半径相关;以最大打磨深度对应的角度进行砂带布局的打磨模式能够很好地满足钢轨目标廓形的磨削需求。

航空发动机钛合金叶片机器人浮动砂带磨削技术及其试验研究

压气机钛合金叶片为航空发动机关键零部件,其制造质量和加工精度对整机工作性能有至关重要的影响。由于该叶片型面结构复杂,打磨工作常由人工完成,其打磨效率低,打磨质量一致性难以保证。对航空发动机钛合金叶片机器人浮动砂带磨削技术进行分析,并进行了相关试验研究。试验结果表明钛合金叶片的机器人浮动砂带磨削技术能适应钛合金叶片的打磨要求,打磨后的叶片表面粗糙度Ra在0.4μm以内,表面三维形貌一致性较好,磨削后的进排气边的形状保持一定的圆度状态。

船用螺旋桨叶片四坐标砂带磨削的研究

船用螺旋桨叶片是由自由曲面组成的,对其的加工一直是一个难题。通过四坐标砂带磨床对叶片进行磨削试验,对影响叶片砂带磨削的效率和精度的因素进行了研究。试验根据叶片材质的磨削性能、叶片的结构特点、四坐标砂带磨床磨削原理等,对砂带的磨损情况、叶片的加工精度及叶片的材料去除率等试验结果进行了分析。并得出了砂带磨损高度和实际磨削深度随时间变化的公式。在同等条件下,陶瓷磨料砂带在叶片的磨削过程中寿命最长且材料去除率最高,在砂带线速度为30 m/s左右时,叶片材料的去除率最高。

高精度可调距螺旋桨强力数控砂带磨床的设计及应用

针对目前国内船用可调距螺旋桨(简称调距桨)制造中落后的手工打磨工艺现状,提出了一种利用数控砂带磨削技术实现调距桨复杂型面的高效加工方法,并设计了四坐标联动的强力磨床,重点介绍了该磨床的关键技术如强力砂带磨头的设计、调桨砂带磨削数控编程软件的开发等,最后利用该样机对桨叶表面进行了强力砂带磨削应用试验,为确定合理的船用螺旋桨强力高效砂带磨削工艺参数与应用提供了参考依据。

民用发动机涡轮叶片砂带磨削工艺参数的设计与试验

基于砂带磨削原理,设计了磨削民用航天发动机涡轮叶片的试验。根据模锻后的发动机涡轮叶片的几何参数、材料及最终参数要求,采用离线模拟和试验数据统计的方法,归纳出磨削过程中切向和法向磨削力的公式;通过公式的求解,得到了影响砂带磨削的主要参数之间的相互关系;经磨削工艺试验,初步确定了加工数据;经检测磨削效果并分析误差来源,反复优化试验,最终获得了良好的加工表面。试验验证了民用发动机涡轮叶片砂带磨削加工工艺参数选择的合理性。

汽轮机叶片的数控砂带磨削轨迹研究

针对目前CAD/CAM软件中无法实现数控砂带磨削轨迹的问题,利用已经广泛使用的CAD/CAM软件中的汽轮机叶片铣削轨迹转化为数控砂带磨削轨迹.介绍了从数学模型建立,到铣削轨迹、磨削轨迹的研究过程,通过相关分析、计算、参数设置以及步距调整、刀具中心调整等,详细阐述了数控砂带磨削轨迹的生成.结果表明,该研究为数控砂带磨削仿真提出了一种新的方法.

汽轮机叶片六轴联动砂带磨削轨迹规划技术研究

根据接触轮轴线与叶片型面接触点处最小主曲率方向重合可以达到最好的切削效果,设计了叶片磨削加工过程的运动方式,以此计算出刀位轨迹并进行后置处理得到NC代码。用VERICUT构建机床模型进行了基于NC代码的磨削过程仿真,并在实际加工中进行了应用,取得了较好的效果。

基于ANSYS Workbench的叶片砂带磨削用量分析与研究

为选取合理的发动机叶片砂带磨削用量,在ANSYS软件中建立了磨削抛光模型,并将模型导入ANSYS Workbench中,运用显示动力学模块对比分析不同磨粒大小、磨削深度、磨削速度对工件表面质量、应力的影响,并给出对比数据结果。该分析结果可为钛合金叶片砂带磨削试验提供参考数据,且对提高磨削效率、延长砂带使用寿命有一定的理论指导意义。

汽轮机叶片数控砂带磨床可控磨削力磨头结构设计

研究了汽轮机叶片复杂曲面型面砂带磨削的要求,建立了六轴联动的砂带磨削运动关系模型;根据砂带磨削的特点,提出了通过控制磨削压力实现对磨削深度的控制解决柔性砂带磨削精度难以控制的难题;设计出可控磨削力的砂带磨头。用Pro-Mechanism对磨头结构进行了运动学仿真,用ANSYS对磨头支架进行了力学分析。试验验证,设计的砂带磨头满足使用要求。

发动机叶片机器人精密砂带磨削精度检测技术

当前精密砂带磨削精度检测技术检测准确率低,检测效率差;为了解决上述问题,引用发动机机器人研究了一种新的精密砂带磨削精度检测技术,对其精度数据进行采集,将采集出的系统数据作为基础信息来源,获取叶片零部件的点云信息,处理机器人的工作主坐标系,通过三维激光扫描获取叶片机器人的准确信息,同时配以打磨剖光操作,以PCA算法解析,进一步将数据集简化,根据数据主要分布规律选择合适的算法加工位置与范围,在三维空间中,将点分别对应坐标轴中的点进行匹配,通过对磨削接触面的轮廓以及磨削表面完整性进行分析,以实现对发动机叶片机器人精密砂带磨削精度的检测;实验结果表明,相较于传统检测技术,发动机叶片机器人精密砂带磨削精度检测技术检测精度提高了31.28%,检测误差降低了15.21%。

航发钛合金叶片金刚石砂带磨削的磨粒磨损研究

金刚石砂带精密磨削航空发动机钛合金叶片时,砂带磨损对加工精度及表面质量一致性影响很大。针对这一问题,利用ABAQUS软件开展单颗磨粒磨削过程仿真研究,进而进行航发钛合金叶片金刚石砂带磨削试验。仿真及试验结果表明:在磨削速度为10~20 m/s时,摩擦接触点的温度达700 K以上,且随磨削速度的增大而升高;砂带磨损程度随磨削速度的增大而升高,与磨削速度对摩擦接触点磨削温度的影响规律一致。M10/20金刚石砂带的磨损形式为磨粒损耗和磨粒脱落,磨屑的黏结加剧了砂带的磨损。

船用螺旋桨叶片砂带磨削精度分析

通过船用螺旋桨叶片的砂带磨削试验及试验结果进行对比,对影响叶片磨削精度的因素进行了研究,对磨削过程中接触轮弹性变形、砂带弹性变形、砂带磨损和工件变形等影响叶片加工精度等因素的规律进行了深入的分析,建立了船用螺旋桨叶片砂带磨削精度基本理论模型,得出了船用螺旋桨叶片砂带磨削实际深度的公式。

六轴联动叶片砂带抛磨中接触轮姿态的确定

对六轴联动数控砂带抛磨机床在叶片自由形面加工过程中接触轮的位姿进行了研究。以加工过程中接触轮与被加工曲面法向接触为出发点,提出了针对接触轮在加工过程中位姿的定义方法。分析了接触轮母线形式对被加工区面适应能力的影响。为避免加工过程中干涉,基于接触轮旋转自由度的有效空间,提出了避免干涉的方法。以切削带宽最大为目标,提出了接触轮第六自由度的控制原则;并对接触轮的位姿控制参数进行了仿真验证。