三维工序数模驱动的叶片类零件工装设计系统

针对目前航空发动机典型零件--叶片类零件工装设计现状,创建了三维工序数模驱动的叶片类零件工装设计系统,阐述了系统的优点、结构、功能、工作流程,并以UG二次开发实现了原型系统.通过在国内某大型航空发动机公司进行应用,大大提高了叶片类零件工装设计的效率,缩短了设计时间.     

复杂曲面环形刀五轴加工的自适应刀轴矢量优化方法

针对复杂曲面的环形刀五轴加工,建立了二阶泰勒逼近下的加工带宽模型与刀轴倾角之间的函数关系。通过分析函数变化规律,基于刀具切削刃与被加工曲面的形状匹配原则自动计算满足局部可铣性充分条件的后跟角,并以最大化加工带宽为目的优化侧偏角。算例表明,该算法能有效地缩短加工路径,提高加工效率。     

异地协同制造资源优化配置过程模型及实现

针对复杂零件异地协同制造的资源优化配置问题,提出敏捷加工路线的概念,建立以工艺流程为核心的制造资源优化配置概念模型和过程模型。将制造资源优化配置问题归结为逻辑制造单元一物理制造单元映射、物理制造单元排序筛选和敏捷加工路线的优化生成三过程,并分别给出了其实现方法。最后,论述了网络化制造资源优化配置平台的构建,并应用于某型号发动机叶片协同制造,验证了优化配置过程模型的可行性和实用性。     

基于物理制造单元的网络化制造资源建模及信息集成

针对分散的网络化制造资源,研究了基于物理制造单元的网络化制造资源建模,以及基于可扩展标记语言的制造资源信息模型和信息集成方法。建立了包括物理制造单元层、工作中心层和物理设备层的制造资源组织模型,定义了包括基本信息、制造能力、物理构成、状态信息、工装信息的物理制造单元信息模型。提出了制造资源信息的可扩展标记语言建模方法,研究了制造资源信息的XMLSchema描述规范,实现对异制造资源的描述;提出了基于可扩展标记语言的异地制造资源信息集成框架,应用于面向物理制造单元资源信息动态集成的网络化可重构制造资源优化配置平台开发。     

TB6钛合金高速铣削三维表面形貌及疲劳行为(英文)

钛合金高速铣削以高效率、高质量的优点而被广泛应用于航空航天工业。为了优化高速铣削中控制表面粗糙度的工艺参数,通过高速侧面铣削试验及疲劳试验,研究高速铣削参数对三维表面形貌和疲劳寿命的影响。通过疲劳试样断口观测,揭示表面形貌对疲劳裂纹产生的作用机制。研究表明:铣削速度优选范围为100～140m/min,每齿进给量优选范围为0.02～0.06mm/z,可保障表面粗糙度在0.8μm内。基于表面应力集中系数建立的疲劳寿命模型与实验结果的平均误差为6.25%。疲劳裂纹起源于试件已加工表面的相交棱处。     

基于工程过程控制的夹具-工件系统综合误差调整技术研究

误差建模和调整技术是提高产品质量的有效方法.在加工系统中,由夹具、刀具、夹紧力等引入的随机误差或系统误差都会引起工件的位姿误差.如何减少工件的位姿误差来提高产品的加工质量已成为一个重要的技术难题.为了提高工件的加工精度,本文提出一种基于工程过程控制的夹具-工件系统综合误差调整模型.在获得加工特征综合误差模型的基础上,利用等效误差的概念,建立加工特征综合误差调整模型,并针对3-2-1定位方式给出了调整模型的参数识别方法,利用工程过程控制技术调整夹具定位销的长度来补偿加工过程中随机误差或系统误差导致的加工特征误差,提高产品加工精度.最后用实验验证了该调整模型的有效性.     

DR/CT成像系统的曝光参数建模及快速优化方法

针对工业DR/CT成像系统中曝光参数难以快速优化确定的问题,提出了一种简便的曝光参数优化方法.首先根据射线成像的辐射量及探测器输出曲线的特性,推导了曝光参数模型的表达式,然后选用对比度和信噪比来表征DR/CT图像的质量,分析了曝光参数与图像质量的关系,给出了曝光参数优化的目标函数,进而确定了曝光参数优化的3个准则.实验中针对具体成像系统建立了曝光参数模型,实现了曝光优化参数的快速获取,显著提高了成像质量和检测效率.     

基于公差约束的复杂曲面宽行加工方法

为了提高复杂曲面环形刀加工的加工效率,结合设计公差带,对复杂曲面的宽行加工算法进行研究.借用二阶泰勒逼近方法计算整条切削轨迹的切削带宽,根据设定的切削带宽比率阈值对其进行切削带宽可调整性评估;针对符合可调整性的切削轨迹,分析影响切削带宽的切触点,在公差约束范围内,将实际切触点沿其所在位置曲面法矢反方向平移一段合适的距离,从而反算出最优的切削带宽.通过分析切触点变化后曲面性质对切削带宽的影响,说明了公差约束思想在宽行加工算法中具有通用性.算例表明,与二阶泰勒逼近算法相比,该方法能大幅度地提高切削带宽,提高量可达到原切削带宽的26.5％,同时,切触点轨迹长度缩短了22.7％;仿真结果验证了该方法在复杂曲面环形刀宽行加工中的有效性.     

基于机床转角的叶轮流道加工刀轴控制方法

针对长短叶片形式叶轮流道非正交四轴加工刀轴难控制的问题,提出了一种基于线性插值的机床转角的刀轴控制方法。首先根据非正交四轴机床后置处理关系,推导机床转角与平动坐标的数学映射关系;然后在整个流道上对经过清根刀位数据后置处理后的机床转角进行线性插值,并对机床转角进行碰撞检测及修正,从而得到流道加工无干涉机床转角;进而利用映射关系实现机床平动坐标的求解。仿真实验表明,该方法能够保证刀位文件的几何信息准确,实现叶轮流道的精确加工。     

航空发动机数字化协同平台关键技术研究

针对中国航空发动机行业对多厂所联合协同研制的需求,提出航空发动机协同工作平台的建设目标,建立了异地多厂所发动机联合研制协同平台体系架构.在深入分析了协同平台所支持的协同设计、协同制造和协同设计制造3种协同模式及其工作范围之后,重点研究了构建数字化协同平台的3项关键技术--并行工作组织与实施、协同工作平台建设和型号工程数据中心,有效解决了实施航空发动机数字化协同平台过程中的技术难题.