叶片自适应砂带磨削单元系统集成方案设计及调试

为实现航空发动机叶片自适应砂带磨削单元的系统集成,根据生产需求确定砂带磨削单元系统的建设目标与工艺流程,建立面向叶片自适应砂带磨削单元的系统集成方案。在磨削单元制造执行支持系统的管控下,实现一次装夹完成叶片型面、进排气边缘、叶根及凸台过渡区部的磨削集成加工。调试证明:磨削单元所加工的叶片型面、进排气边缘、叶根等部分的表面粗糙度和轮廓度均满足设计要求。      

整体叶盘机器人砂带磨削轨迹优化及其实验

整体叶盘具有结构复杂、材料难加工的特点,其加工精度和表面质量对航空发动机整体性能有至关重要的影响。当前,机器人砂带磨削技术已应用于整体叶盘类复杂曲面的磨削加工。然而,在磨削轨迹规划时多采用目标点均布的方式,这就要求目标点必须足够多,从而导致加工效率过低。基于改进的等弦高误差法对整体叶盘机器人砂带磨削的磨削轨迹进行优化分析,并开展相关仿真与实验验证。结果表明:改进的等弦高误差法可根据曲率变化优化磨削轨迹,减少目标加工点数量,从而提高加工效率。经实验验证,与轨迹优化前相比,优化后整体叶盘的加工效率提高了42.9%;优化后的表面粗糙度R_a可达0.26 μm,且叶片一致性较好,尤其是在曲率变化较大的位置。      

螺旋桨金刚石砂带磨削试验研究

以船用螺旋桨为研究对象，提出一种利用电镀金刚石砂带磨削螺旋桨的方法，并试验分析影响螺旋桨表面粗糙度的各个工艺因素。通过单因素试验研究磨削压力、砂带线速度和磨削进给速度对表面粗糙度的影响，并得到工艺参数的最优水平组合:磨削压力15 N，砂带线速度30 m/s，磨削进给速度20 mm/s；锆刚玉砂带与金刚石砂带在相同工艺参数下对螺旋桨表面粗糙度的影响规律基本一致，但金刚石砂带具有更长的寿命，增幅为125%。      

安全阀阀座与阀瓣研磨修复工艺实验研究

目的为满足安全阀阀座与阀瓣配合面密封要求,提高安全阀密封面磨削修复质量和效率,阀座和阀瓣表面粗糙度Ra≤0.1μm。方法在正交实验的基础上,采用Al_2O_3砂纸、白刚玉研磨膏为磨削介质,研究了磨粒细度、磨削时间、磨削转速、磨削压力对密封表面粗糙度和磨削量的影响,使用粗糙度测量仪、千分尺、电子显微镜对阀座和阀瓣的表面粗糙度、磨削量、表面形貌进行测量分析。以磨削量和表面粗糙度为评价指标,得到最佳工艺参数,并通过多组重复性实验验证实验结果的可靠性。结果在最佳磨削工艺参数下,砂纸研磨阀座和阀瓣的磨削量为0.023 mm,表面粗糙度为0.135μm,研磨膏抛光阀座和阀瓣的表面粗糙度为0.073μm。结论砂纸研磨最佳工艺参数:研磨压力80 N,研磨转速80 r/min,研磨时间10 min,砂纸细度1000目。研磨膏抛光最佳工艺参数:抛光压力30 N,抛光转速100 r/min,抛光时间10 min。采用砂纸、研磨膏磨削修复工艺,可以提高磨削量,降低表面粗糙度,提高了安全阀磨削后的密封性能。     

基于砂带磨削的铝合金磨削力和表面粗糙度的研究

建立了采用人工神经网络方法预测砂带磨削铝合金时磨削力和磨削表面粗糙度的分析模型.此模型可精确地描述砂带线速度、进给速度以及磨削深度对磨削力和磨削表面粗糙度的影响,实现了砂带磨削铝合金时磨削参数的优化.并可利用有限的试验数据得出整个工作范围内磨削力和表面粗糙度的预测值,大量减少了试验次数.     

整体叶盘叶片砂带磨削加工振动数值仿真研究

以整体叶盘叶片型面砂带磨削过程中的加工振动规律为研究对象,采用改变磨削正压力,砂带线速度,进给速度和接触轮硬度各项工艺参数的正交试验法,基于ABAQUS对磨削过程中进行多磨粒数值仿真,得到了整体叶盘叶片型面砂带磨削过程的加工振动规律。最后,通过对仿真结果的评价,得到了各工艺参数对加工振动的影响规律,按影响程度由大到小排序依次为:磨削正压力,砂带线速度,进给速度和接触轮硬度。     

钢坯枝晶腐蚀低倍检验技术的试样制备方法

全新的枝晶腐蚀低倍检验技术对钢坯试样的表面粗糙度和制备效率提出了更高要求。采用砂带机制备钢坯试样，考察使用不同粒数砂带时的精磨加工用时和表面粗糙度的变化规律，以此确定采用砂带磨削制备钢坯试样的最优方法。结果显示，对于表面凹凸不平、条件恶劣的钢坯试样，使用700μm(24目)砂带能够快速去除氧化层，并获得光滑平整待检面，达到与铣床相同的加工效果。使用120μm (120目)砂带开始对表面平整的待检面精磨，前后2次砂带的打磨方向保持垂直。随着砂带粒数减小，待检面粗糙度逐渐减低，在经6.5μm (2 000目)砂带精磨后，横、纵向表面粗糙度均小于0.1μm,满足枝晶腐蚀检测要求。在精磨待检面时，需要在使用起始粒数和低于23μm (600目)砂带打磨更长时间，以保证对待检面的精磨效果。因此，采用砂带磨削能够高效地完成枝晶腐蚀检验的试样制备工作。     

数控展成电解磨削加工的机理研究

为解决整体叶轮叶片型面的精加工难题,进行了5轴联动数控展成电解磨削加工的机理研究.在分析了数控展成电解磨削加工中的电极反应和数控展成电解加工成形规律的基础上,通过大量的工艺试验,提出了临界展成速度的概念,得到了数控展成电解磨削加工去除余量的规律.解决了一系列工艺问题,最后加工出了符合设计要求的整体叶轮.加工效率比手工修磨、抛光提高12倍以上.     

砂带磨削表面粗糙度理论预测及灵敏度分析

目的 以钢化玻璃磨边为研究对象,建立金刚石砂带磨削表面粗糙度理论预测模型,并分析粗糙度对各工艺因素的灵敏度。方法 首先,采用多因素线性回归分析建立了关于磨削工艺参数的粗糙度理论预测模型;其次,通过正交试验研究了磨削压力、砂带线速度和砂带张紧力对粗糙度和材料去除率的影响大小,并得到了工艺参数的优水平组合;再次,根据正交试验结果计算了粗糙度理论预测模型的数学表达式,同时,建立了灵敏度模型来进行工艺因素的灵敏度分析和工艺参数的区间优化;最后,利用随机试验验证了粗糙度理论预测模型的准确性。结果 极差分析可知,RA（0.137）?RC（0.068）?RB（0.016）,MC（6.828）?MA（5.228）?MB（1.784）,磨削工艺参数的优水平组合为A2B3C3。电镀金刚石砂带磨削表面粗糙度理论预测模型的表达式为 。各工艺参数的优选区间为：磨削压力10~20 N,线速度15~30 m/s,张紧力40~60 N。随机试验可得,粗糙度理论预测模型的相对误差大小维持在5.5%~10%。结论 关于工艺因素对磨削质量的影响,磨削压力最大,砂带张紧力次之,砂带线速度最小。关于工艺因素对材料去除率的影响,砂带张紧力最大,磨削压力次之,砂带线速度最小。磨削压力为18 N、砂带线速度为30 m/s、砂带张紧力为55 N时,磨削表面质量最好,且材料去除率较高。试验参数范围内,粗糙度对磨削压力的灵敏度随磨削压力的增加而下降,对砂带线速度和砂带张紧力的灵敏度随着二者的增加而增加。15组随机试验表明,粗糙度理论预测模型具有较高的可靠性和准确性。     

旋风式砂带磨削机及钢丝磨削试验研究

砂带磨削在机械加工领域发挥着越来越大的作用,可满足各种加工要求。简单介绍了砂带磨削的概念,阐述了一个针对钢丝表面除锈的新型砂带磨削设备的工作原理及其机床的主要机构,并通过试验研究磨削压力、金属去除率、砂带磨损、磨削比、磨削深度、钢丝走速之间的关系,为砂带修磨线材生产线提供了合理的磨削工艺参数。     

复杂薄壁零件数控加工变形误差控制补偿技术研究

高性能航空发动机整体叶盘、大小叶片转子、离心叶轮、叶片等零件广泛采用钛合金薄壁结构。加工过程中的切削力、残余应力将产生零件加工变形及加工误差。本文重点讨论了薄壁零件加工过程中的切削力建模和工件加工表层残余应力的分布规律，提出了对叶盘零件加工变形误差的补偿方案。通过建立精确的切削力、残余应力预报模型，对切削加工过程进行力学仿真，优化切削参数、补偿刀位轨迹，进而实现薄壁结构叶盘零件的精密数控加工。     

高精度端面齿设计与精加工研究

端面齿(鼠牙盘)具有力矩性能高、自动定心、重复精度高等特点,广泛应用在高档数控机床刀塔、回转工作台等部件之中。传统设计时采用手册中提供的近似设计方法设计端面齿,然后利用近似齿形做成盘铣刀,加工精度受到铣刀和分度头精度的限制。推导端面齿齿形的精确计算公式,并对国产数控立式磨床进行改造,为端面齿精加工提供了可行的方法。     

发动机缸体智能清理打磨生产线的设计及应用

针对发动机缸体铸件内腔及外表面的浇冒口、批缝、毛刺等人工清理效率低、打磨环境恶劣的难题,提出了采用机器人、双工位转盘式的缸体铸件智能打磨生产线设计方案,该系统包含上料机构、输送线、冲切站总成和打磨站总成,以工控机作为上位监控机、PLC作下位实时控制机,智能控制打磨过程状态参数,实现铸件内腔及外部的浇冒口、毛刺等的自动清理打磨,满足缸体铸件所有要清理部位的打磨精度,解决了数据难以高效协同、高精度打磨难以实现的难题.系统运行稳定可靠、操作简单。     

基于改进神经网络算法的螺杆砂带磨削表面粗糙度预测研究

目的 探究工艺参数对螺杆转子砂带磨削表面质量的影响规律.方法 采用工件轴向进给速度为100～300 mm/min、砂带线速度为4.4～13.1 m/s、砂带张紧压力为0.2～0.3 MPa、磨削压力为0.4～0.5 MPa、砂带粒度为120～800目的工艺参数进行螺杆转子砂带磨削正交实验,基于改进的神经网络算法,建立螺...     

导盘数控机床的创新设计

我国普通导盘机床传统的工件人工夹紧方式及人工推动主轴进给和分体式结构,已经不能满足导盘加工的高效、精密、自动化的技术要求。为此进行了导盘数控机床的创新设计。设计的机床能实现工件的自动夹紧,具有液控伸缩式主轴和整体式结构,机床的重复定位精度达到0.008 mm,表面粗糙度达到Ra1.6μm。并采用了有源隔离技术,提高了数控系统的可靠性和稳定性。     

用金刚石磨头数控加工轴对称非球面光学玻璃透镜

为了提高轴对称非球面透镜的形状精度,降低其精加工成本,用金刚石小磨头在不同的加工参数和数控走刀轨迹条件下对K9光学玻璃透镜进行铣磨实验加工。透镜的轮廓精度用三坐标测量机测量,通过测量的数据点计算非球面透镜的法向轮廓度误差,并用数控加工时磨头的有效切削半径进行补偿。实验结果表明:当数控走刀轨迹为平行精加工和等高精加工时,加工后非球面透镜的面型精度最大轮廓度偏差PV和误差平均值RMS分别为54.48 μm和22.88 μm、98.46 μm和28.88 μm;通过优化金刚石磨头的有效切削半径可以提高非球面透镜加工的面型精度,平行精加工后优化的非球面透镜面型精度PV和RMS值分别为44.52 μm和7.37 μm。      

刚玉磨料显微试样的磨削工艺研究

采用超细树脂金刚石砂轮直接磨削及手工研磨2种方式,对锆刚玉(ZA)、微晶刚玉(SG)、棕刚玉(A)和黑刚玉(BA)4种刚玉类磨料试样制样,通过对其表面粗糙度、显微硬度及表面形貌的对比分析,研究了2种制样方式的质量和效率,并优化了4种刚玉类磨料试样直接磨削制样的工艺参数。结果表明:直接磨削的刚玉类磨料试样表面粗糙度R_a、R_z及显微硬度与手工研磨制样的基本一致,但前者的制样效率比后者高至少2倍;ZA、SG和A磨料直接选用粗磨、精磨工序即可满足显微硬度测试要求,而BA磨料则在粗磨、精磨工序基础上,再增加光磨2次工序,也可达到显微硬度测试要求。