我国超精密加工设备的产业化进程

我国机床制造业在世界上已经占有一席之地,但生产的绝大多数依然是普通级精密机床,而超精密加工设备尚未达到工业化生产水平,一些关键元部件还依赖进口,自主研制价格高、周期长,缺乏精度稳定性和设备运行的长期稳定性。应在重视超精密基础元部件研发的基础上,联合国内优势单位组建超精密加工设备产业化研发和生产基地,加强超精密加工设备产业化开发,满足国家重大型号任务的需求。

GH4169叶片悬臂插磨表面完整性及参数优化研究

利用超硬磨料砂轮进行GH4169叶片型面的精密磨削加工是提高其几何精度的有效手段。通过对GH4169材料进行悬臂插磨试验发现在精磨参数下磨削表面硬度在44~47HRC之间,叶片表面双方向均获得较大的残余压应力,进给方向上的残余压应力大于线速度方向上的残余压应力,且磨削参数对磨削表面硬度和残余压应力的影响不显著。在此基础上,基于磨削表面粗糙度小于Ra0.5μm的要求,提出叶片插磨的参数优化原则,为了降低磨削粗糙度推荐插磨参数：砂轮线速度26.8m/s,进给速度1000mm/min,型面磨削残高2μm;为了减小磨削力引起叶片的弹性变形所造成的加工误差,推荐磨削深度为0.005mm。在推荐参数下所加工叶片的形状精度可达到20μm以内,磨削表面以下没有明显的拉应力层,压应力层深度约为70μm,最大残余压应力位于表面下5μm处。以上研究为GH4169叶片的悬臂插磨工艺提供了一种基于表面完整性的参数优化方法和一组经过优化的精磨参数。

飞行目标测试转台电磁兼容性设计研究

电磁兼容性问题已经成为影响飞行器地面测试、仿真试验设备综合性能发挥的重要因素之一。针对某飞行目标测试转台的电磁兼容性要求,分析了系统内部的电磁环境特性,探讨了降低电磁干扰影响程度的基本设计准则,提出了针对试验要求的电磁兼容性设计思路,并通过对比试验结果验证了设计的有效性,为地面试验设备的电磁兼容性设计打下了基础。

刍议机械零件检测技术的要点

机械制造过程中对机械零件的检测是其中的重要环节。加强机械零件检测是保证机械质量的关键,是提升机械性能的重要措施。机械零件的检测是一项系统性工程,国内外关于机械零件的检测技术也是在不断发展着的,做好机械零件的检测是机械制造企业必须要做到的。本文将重点分析我国机械零件检测技术。

精密坐标测量技术的发展及应用

坐标测量技术从点触发测量到接触扫描,再到正在迅速发展的非接触扫描测量,效率越来越高。不同类型的测头同时使用或交替使用,是当前重要的发展方向,是当前测量机技术发展的前沿技术趋势。

现代机床在机测量技术研究与发展趋势

介绍了现代机床在机测量系统的基本构成、功能和效能,以及普通数控加工、超精密加工和复杂曲面及特殊结构工件加工3类场合在机测量系统的特点。阐述了在机测量系统核心技术——测头技术,重点讨论了各类测头的工作原理、特性、控制系统要求,以及适用场合。最后,提出了在机测量系统未来发展方向。

杨辉 精密超精密及微细加工技术首席专家

作为精密超精密及微细加工技术学术带头人，请您详细介绍一下近年来您所在的精密制造技术航空科技重点实验室所取得主要成果以及这些成果的应用情况。

大型五轴仿真转台的总体机械结构设计与分析

根据机载目标探测系统的地面试验和性能评价需要,开展了大型五轴转台的总体机械结构设计,并利用Inventor软件进行三维实体建模。针对该转台机械结构尺寸大、载荷重、精度要求高的特点,利用有限元分析软件,建立了转台框架结构的有限元模型,并进行了静力计算、模态分析。在分析计算的基础上,对台体关键的支撑轴系、框架结构进行了优化,使其全面达到了10量级的总体结构精度要求,模态特性的改善也为宽频带伺服系统的实现提供了基础保证。

电镀砂轮磨损对GH4169磨削表面完整性的影响

电镀砂轮具有优异的成型性和形状保持能力,越来越广泛地应用于复杂曲面的加工,但是磨损对零件表面完整性影响的研究并不充分。在深入分析利用圆环型砂轮在插磨方式下加工GH4169试件所产生的表面形貌形成规律的基础上,对高刚度矩形试件的磨削表面粗糙度随砂轮磨削量的变化进行了详细记录,并对某型号发动机静子叶片进行实际磨削验证。试验结果表明,精磨时适当的砂轮磨损可以使高刚度试件表面粗糙度下降35%,对表面硬度和残余应力影响不大;而叶片的弱刚度会大幅提高磨削粗糙度,但适当的砂轮磨损可以使叶片端部粗糙度下降64%,并降低刚度对粗糙度的影响,进而提高叶片表面磨削质量的一致性。因此,通过磨削粗糙度对砂轮的磨损状况进行大致评估,选择合适磨损量的砂轮用于精加工,以充分降低工件的表面粗糙度并提高磨削质量的一致性。

激光半主动航空制导武器半实物仿真研究

介绍了激光半主动航空制导武器制导控制系统的系统组成、半实物仿真试验方法、关键参试设备、仿真工作流程及半实物仿真误差干扰因素,通过某型激光半主动制导武器半实物仿真试验验证,结果表明该仿真方法具有很高的可操作性和科学性,能全面地对制导控制系统进行考核,节约了试验成本和仿真时间,对制导控制系统整体性能评估和加快研制进度有重要的意义。

齿条磨削工装的改造

齿条磨削工装是为磨齿条在螺纹磨床的滑板上设计安装的一套带动齿条上下升降的装置。磨齿时，齿条固定在工装上并随工装上下移动，砂轮由上面切入从下面切出，完成一个齿的磨削；退刀后，滑板移动一个齿距再磨下一个齿。

微细小孔的超短脉冲激光加工方法研究

针对航空发动机燃油喷嘴等微细小孔的精密高效加工要求,采用双温方程研究超短脉冲(皮秒)激光加工机理,模拟得出材料内电子和晶格的温度分布,开展皮秒激光加工工艺参数研究,分析烧蚀阈值、扫描速度、激光偏振态等因素对加工质量的影响规律,进行镍基高温合金和钛合金材料的激光脉冲冲击制孔和振镜扫描环切制孔实验研究,为超短脉冲激光制孔时工艺参数的选择提供理论指导及实验依据。

基于LODTM的大口径太赫兹波束控元件确定性超精密加工

为解决大口径太赫兹波探测系统束控元件加工精度差、效率低的难题,本文提出了一种利用LODTM数控光学加工机床进行SPDT(单点金刚石车削)制备太赫兹波束控元件的方法。该方法属于确定性加工范畴,通过使用单晶金刚石刀具进行超精密切削加工,可直接得到适用于太赫兹波段的高面形精度的反射及透射类元件。针对铝基金属材料进行了加工工艺实验,得到了口径Φ300mm的太赫兹雷达主反射镜;并利用精密坐标测量技术对主反射镜的面形精度进行检测,其检测结果优于设计指标。实验表明,基于LODTM确定性超精密加工得到的太赫兹波束控元件具有面形精度高、表面光洁度好等优点,可实现太赫兹波探测系统的高精度和低成本目标。

液体静压导轨小孔节流器结构对承载特性的影响研究

采用计算流体力学方法,建立支承油膜流场模型,对静压导轨支承油膜的承载机理及承载特性进行了研究,分析了小孔节流器孔径、孔长对承载特性影响,研究结果表明节流器孔径对油膜承载特性及刚度影响最大,而节流器孔长的影响次之,并通过实验进行了验证。

光学三角法测头的精度优化技术研究

为了提高光学三角法测头在实际应用中的测量精度,本文在分析光学三角法测量原理的基础上,提出了一种基于自适应区域平均中点匹配算法的光学测头精度优化方法。该方法以空间域滤波思想为基础,可以根据测头的测量值自动判断测量误差的大小以及优化区域的大小,并可以针对不同表面给出相应的精度优化方法。实验结果表明,该优化算法可以准确描述被测物体表面的轮廓特征,并且能够降低测量误差50%以上,从而有效解决了光学扫描测量精度不足的问题,使测头能够达到微米级的测量精度,实现了零件的高效率、高精度测量。

悬臂式周向多自由曲面超精密加工工装卡具设计

针对周向全方位多自由曲面超精密加工过程中存在的问题,设计其专用卡具;通过模型分析,建立了确定卡具关键参数的数学公式,给出了保证多自由曲面相互位置精度的安装调试方法,为减小卡具部分的系统误差提供理论依据。

在线测量技术在精密磨床中的应用

通过为数控精密磨床装配雷尼绍测头,详细介绍了在线测量在数字控精密磨床系统的构成、工作原理、数据处理方法以及磨削实验结果,使其具备在线测量功能,实现了产品的测量、加工一体化。

基于双读数头的大型中空旋转结构角度的精密测量

采用将角度测量转换为位移测量的方式,解决在实际应用中对大型中空旋转结构实现±360°范围内高精度的角度测量;提出了使用双读数头的光栅尺解决方案,避免了光栅首尾间隙过大而造成的数据丢失,并对系统误差做出分析;通过实际应用,验证了本方案的有效性和可行性。

喷嘴类零件精密磨削工艺难点与解决方法

通过分析喷嘴类零件精密磨削的工艺难点,分别对喷嘴类零件的材料特点、加工精度、表面及特殊工艺过程进行深入研究,根据零件结构优化磨削工艺次序及切削方式,合理选择工艺基准及顶紧力,研制专用装夹工装及修整砂轮外形。结果表明这些磨削工艺方法能够满足喷嘴类零件精密磨削的加工精度要求,具有一定的参考价值。

曲面零件五坐标扫描检测路径产生方法研究

针对曲面零件对五坐标扫描检测的需求,在对REVO五坐标旋转扫描测头的技术特征进行分析的基础上,提出了适用于五坐标扫描检测路径规划的球面法,通过测尖运动球形包络面与被测工件曲面的相交线来确定检测路径,测量主要由测尖扫描完成,减少测量机的三轴移动,实现高速坐标扫描测量。