发动机气门过渡曲面砂带抛光过程接触状态分析

采用砂带抛光方式加工发动机气门颈部过渡曲面,分析了气门过渡曲面抛光加工的特点,建立了气门过渡曲面砂带抛光的运动模型和接触状态模型。气门过渡曲面抛光加工过程中抛光点工件线速度剧烈变化以及砂带导轮轴与工件接触状态多变,影响了加工过程的稳定性和表面加工质量。研究了气门过渡曲面与砂带弹性导轮的运动接触状态与变化规律,理论计算了抛光加工过程去除量的变化曲线,进行了气门过渡曲面加工实验,并分段测取了材料去除量,其变化趋势与理论计算曲线一致。     

面向复杂曲面的机器人砂带磨抛路径规划及后处理研究

针对机器人砂带磨抛复杂曲面叶片问题,对叶片内外型面和进排气边的磨抛路径规划及后处理技术进行了研究,对复杂曲面叶片的机器人砂带磨抛路径规划的计算效率及加工效率进行了分析,提出了一种将基于等残留高度法的笛卡尔空间计算的磨抛行距转化为参数域空间的磨抛行距的方法,并将机器人砂带磨抛复杂曲面叶片接触轮的中心坐标位置、支撑轴矢量以及轴线矢量数据后处理为机器人的位姿信息,利用机器人砂带磨抛系统装备实验平台对复杂曲面叶片进行了实际的加工实验。研究结果表明:所提出的刀路规划和后处理技术能够有效地解决机器人砂带磨抛复杂曲面叶片的问题,具有加工路径总长短以及路径条数少的特点,计算简单、加工效率高、加工表面质量好。     

超声振动砂带研磨曲轴主轴颈实验研究

超声振动砂带研磨技术是一个应用于改善表面光洁度、增加耐磨性和疲劳寿命的很好的加工过程.尽管这一加工过程的机理还没有被很好的理解,周期时间和砂带振荡频率被认为是最重要的过程变量.笔者主要是对超声振动砂带研磨曲轴主轴颈的机理进行分析,运用不同的抛光块,在不同的周期和不同的振动频率下对曲轴主轴颈表面质量和砂带寿命进行了分析....     

曲轴新型非圆随动磨削运动模型的研究

研究一种曲轴新型非圆随动磨削运动模型,提出基于砂轮架水平进给轴、附加升降轴与工件转动轴联动的随动磨削控制方式,通过砂轮架水平进给轴、附加升降轴的连续圆弧插补运动与曲轴连杆颈偏心圆周运动同步,确保曲轴工件绕主轴颈中心回转时砂轮与连杆颈切点始终与砂轮中心、连杆颈中心保持三点一线关系,继而实现连杆颈的恒线速精密磨削加工;从运动学角度分析砂轮架水平进给轴与附加升降轴的垂直度误差、数控系统响应偏差对连杆颈磨削精度的影响规律以及相应解决措施;通过新型非圆随动磨削运动模型计算机仿真分析与样品磨削加工试验表明,所研究随动磨削运动模型具有砂轮磨损适应能力强、机床运动控制简便、曲轴连杆颈磨削精度高的显著特点.     

汽车曲轴的"三轴联动切点跟踪"随动磨床及其关键技术研究

在分析两轴联动切点跟踪曲轴随动磨削方法的技术缺陷基础上,系统地介绍了"三轴联动切点跟踪"磨削原理,给出了"三轴联动切点跟踪"曲轴随动磨削运动模型,概括了该原理在曲轴连杆颈和主轴颈磨削中的技术优势.并且通过高精度液体静压导轨、高刚性直线驱动技术和在线测量与误差补偿等关键技术的综合运用,成功地解决了超精密磨削加工中各运动部件动态性能及其对加工精度的影响,攻克了用普通刚玉砂轮高效率、高精度磨削曲轴主轴颈和连杆颈的技术难题.     

随动磨的在线测量技术应用

现代曲轴加工中的整个磨削过程复杂而难以控制,因此,随动在线测量技术的诞生,能保证随动磨中工件精度是一种最好的解决方案。随动磨技术是在加工复杂曲线工件日益增多的情况下发展出的一种全新的加工技术。在现代曲轴加工中,我们已经可以通过一次装卡完成主轴颈和连杆颈的高精度加工。     

流场动态分析与主动分流的复杂曲面构件电解加工技术研究

正项目负责人:徐正扬(E-mail:xuzhy@nuaa.edu.cn)依托单位:南京航空航天大学项目批准号:510051191.项目简介整体叶盘/叶片等复杂曲面构件是航空发动机中最为重要的零部件,其型面扭曲、结构复杂、材料难加工、精度要求高,对制造技术提出了很高要求。电解加工技术是制造难加工材料复杂曲面构件的主要制造方法,其中流场问题是电解加工技术的核心环节。本项目针对整体叶盘/叶片等复杂曲面零部件的电解加工技术开展研究,重点研究复杂曲面电解加工的流场问     

自由磨粒复杂曲面磁力研磨光整加工试验研究

为了实现复杂曲面模具表面高质量高效率磁力研磨光整加工,在3-TPT五自由度并联机床上进行磁力研磨光整加工的试验研究,对复杂曲面模具自动化研磨光整加工进行了初步探索.从理论上研究了自由磨粒磁力研磨光整加工机理,并针对不同形状的加工对象,实验研究了磁感应强度、研磨间隙、磨粒粒度以及研具表面形状对磁力研磨光整加工的影响及其变化规律.     

砂带磨削在摆线齿轮曲面加工中的应用

本文从摆线齿轮曲面的形成原理着手,分析了砂带磨削摆线齿轮的工艺可行性,提出了相应的工艺结构,并进行了磨齿工艺试验及生产应用试验,为该磨齿法在实际生产中的应用奠定了可靠的工艺基础。砂带作为涂附磨具的一种形式,其应用情况可分为以下几个阶段:最初的简单表面抛光,中期的平面及简单曲面加工,后期的复杂曲面半精加工和继续发展的各种材料、各种零件的精加工。在工业发达国家,砂带磨削技术应用已十分普遍,几乎与砂轮磨削相当,已成为各种材料切削加工的一种常规工艺。但在国内,由于对砂带磨削的研究起步较晚,其应用与发展情况较为落后,过去的几年中,国内少数单位虽然在这方面取得一些成绩,但均限于平面或简单曲面(内、外圆表面)的试验性加工以及飞机发动机涡轮叶片的粗加工,真正批量应用在生产中的很少,更没有复杂曲面的精加工,对砂带磨削在这方面的应用研究还很不够。本文在砂带磨削研究已取得成绩的基础上,通过对砂带磨削性能的深入研究,成功地将这项技术应用在摆线曲面的精加工中,从而使国内砂带磨削技术的应用有所发展,并为长期未能解决的摆线齿轮高效加工提供了一个经济有效的新方法。     

基于多体系统理论的发动机曲轴随动磨削研究

为了提高曲轴的加工质量,对曲轴随动磨削加工精度进行了研究,建立了磨削运动数学模型。以某机床厂生产的双砂轮随动曲轴数控磨床为研究对象,通过对各运动体间运动关系的分析,得到了该机床的运动误差。基于多体系统运动学理论,建立整个机床的运动模型。将任意切削点按"床身—工件"运动链和"床身—刀具"运动链进行位置矩阵描述,利用刀具轨迹与刀具路线的重合原理,建立机床的精密加工约束方程。建立了各运动体的坐标系,求出了运动体间的变换矩阵,利用MATLAB矩阵乘积求出了双砂轮随动曲轴数控磨床精密加工约束方程,为机床误差补偿奠定了基础。     

曲轴超精加工缺陷解决措施

曲轴是发动机的核心部件,其质量优劣对发动机性能影响非常大,而作为曲轴超精加工的抛光光整工艺,则在曲轴加工中处于非常重要的地位,它直接影响发动机运转性能和磨合期。在曲轴超精加工工艺中,砂带抛光工艺由于抛光效果好、效率高等特点得到了广泛的应用。承担砂带抛光加工的机床一般称作砂带抛光机,可分为自动、半自动和手动三种类型。砂带抛光机可对曲轴轴颈表面、圆角以及止推面进行抛光,表面质量至少提高一个档次,从而改善曲轴在发动机中的运转性能和缩短发动机的磨合期。     

复杂曲面型面柔性砂带磨削关键技术研究

根据曲面型面砂带磨削的特点和要求,在分析曲面型面砂带磨削所需控制运动基础上,建立了砂带磨削运动关系模型;讨论了曲面型面砂带磨床的可行性结构方案,完成了磨床机械结构的开发和设计;针对柔性砂带磨削精度难以控制问题,提出了通过控制磨削压力实现对磨削深度的控制,开发了可控磨削力的砂带磨头;以UG/API为开发工具,在UG平台上开发了砂带磨削编程系统,包括对磨削力的编程控制;基于工控机+运动控制器平台开发了曲面型面砂带磨削专用数控系统。通过一个个关键技术研究,最终研制完成可控磨削力的六轴联动数控砂带磨床样机产品,经对汽轮机叶片曲面型面实际磨削试验验证,所研制的砂带磨床样机产品满足曲面型面零件光整加工要求。     

汽车曲轴随动磨床液体静压电主轴关键技术的研究北大核心

曲轴随动磨床是曲轴加工工艺链条中最核心的设备,而主轴系统直接决定着曲轴随动磨床的最终加工精度和效率。针对曲轴随动磨削的加工技术特点,提出一种曲轴磨床专用的高精度液体静压电主轴设计制造技术,可将主轴回转精度稳定控制在1μm以内,同时降低了曲轴随动磨床装备和曲轴制造的成本。     

曲轴随动磨削砂轮架运动学分析

曲轴随动磨削是一种新型曲轴精加工方法,其中砂轮架运动精度对曲轴的加工精度有很大的影响.为了获取砂轮架的运动规律,首先计算了砂轮架运动的位移及速度函数,然后在AD-AMS中对曲轴随动磨削过程进行了仿真,将得到的砂轮架运动的各项参数曲线和MATLAB中的理论曲线进行对比,验证了砂轮架运动函数的正确性,确定了砂轮架运动的理论位移及速度函数,为实现对砂轮架运动的精确控制奠定了基础.     

机器人砂带磨削的曲面路径优化算法

机器人砂带磨削系统的两个显著优点是弹性接触和宽行加工,能够提高工件的表面质量和加工效率,主要用来完成复杂曲面特征工件的终加工.工件和接触轮之间存在曲面接触,机器人的磨削路径可由接触运动学理论和砂带磨削工艺相结合来生成,有关此方面的研究成果较少.在切削过程中,最重要的是要保证接触轮与工件曲面局部贴合,因此曲面曲率是磨削路...     

三自由度砂带磨床的设计与分析

介绍了一种用于复杂空间曲面磨削加工的新型机器人柔性磨削系统,重点对系统中三自由度砂带磨床的三自由度转位机构、砂带跑偏调整机构和砂带张紧机构进行了设计和分析,对砂带磨床的控制系统也做了介绍.     

第七讲 异形（曲）面砂带磨削设计与应用

1异形（曲）面砂带磨削种类及结构布置砂带的柔曲性、砂带磨削的适应性及其设备结构的多样性决定了砂带磨削比较适合异形复杂曲面加工。砂带磨削接触施力元件（接触轮、压磨板、接触衬带）和砂带本身都能按工件曲面形状随意改变形状，使其在加工中与工件曲面相吻合，达到曲面磨削之目的。因此，砂带磨削在异形（曲）面加工中占有重要席位，如用于磨削罗茨轮、大模数渐开线齿轮、汽轮机叶片、摆线齿轮、聚光灯碗、反应釜封头、卫星接收"锅盖"、不锈钢餐具、大理石骨灰盒边缘、枪托及航空、航天上用的大型蜂窝夹层结构等。砂带磨削按照工件曲…     

曲轴砂带抛光机轴颈抛光系统的可靠性建模

轴颈抛光系统是曲轴砂带抛光机进行曲轴抛光加工的重要子系统,其可靠性的高低严重影响着曲轴抛光的表面质量和加工效率。针对曲轴砂带抛光机轴颈抛光系统故障率高、可靠性较低的现象,跟踪采集了轴颈抛光系统的故障数据,经过数据分析处理,利用几种常见的分布函数建立了轴颈抛光系统的可靠性模型。结合分布函数进行模型的拟合检验及优选,结果表明轴颈抛光系统的故障间隔时间的分布规律与伽马函数更为接近。依据建立的分布函数模型对轴颈抛光系统平均无故障间隔时间MTBF的参数进行估计,并优选出与采集的观测值较为接近的分布函数。上述对子系统轴颈抛光系统进行的可靠性建模及评估工作,可以为接下来曲轴砂带抛光机的其他子系统及整机的可靠性分析提供参考和依据。     

磁研磨法应用于模具型腔的光整加工

磁研磨加工法具有很好的柔性、自适应性、可控性等优点,可以在复杂形状工件表面得到较低的粗糙度值,可以加工过去传统工艺所无法加上的复杂形状内表面,如复杂型腔、微型内螺纹表面、弯管内表面等工件.利用磁研磨法对复杂自由曲面型腔的光整加工的工作原理、加工条件等做了介绍,对影响自由曲面模具型腔光整加工的磁研磨特性分析.     

机器人柔性砂带磨削加工力控制研究与应用

为了实现柔性加工复杂曲面工件,设计了一种机器人柔性砂带磨削力控制系统。该系统不仅可以兼顾灵活变换机器人的位姿,而且又根据砂带磨抛机加工效率高的特点,比传统磨床更具柔性,更能适应加工复杂曲面工件。磨抛机既能使砂带柔性张紧和快速地调偏,还能实现被动力控制。机器人末端通过安装的六维力传感器,实现机器人的主动力控制。将这两种力控制技术有效结合起来,组成了机器人柔性砂带磨削力控制系统,能够更好地实现磨削过程中的磨削力控制。最后,该机器人柔性磨削力控制系统对钛合金试块和航空复杂曲面叶片进行加工实验,结果都表明工件的表面加工一致性好,而且其表面质量完全满足加工工艺要求,证明了该机器人柔性砂带磨削加工力控制系统的实用性和有效性。