航空发动机叶片自适应磨抛定量去除研究北大核心

航空发动机叶片磨抛是叶片加工的最后一道成型工艺,加工质量直接决定叶片的工作寿命。叶片加工后的形状精度在叶片加工质量中起到了关键性作用,传统的恒力恒速度的磨抛工艺仅对余量分布均匀的工件有较好的磨抛效果。针对工件余量分布不均匀的问题,采用“测量-规划-加工”一体化的思路,对加工前的三坐标测量数据采用非均匀有理B样条(NURBS)曲面进行表面重构,根据规划的理论刀路点信息,计算刀路点的余量信息,根据先验的材料去除率模型信息,规划砂带线速度,以控制每个区域内的表面去除量。为验证所提出方法的有效性,利用机器人与带有力控的磨抛单元开展了实验,结果表明研究所提出的方法可以有效控制磨抛加工的去除余量。     

用筒式滚磨机对不锈钢餐刀进行磨抛工艺的研究

一、前言筒式滚磨机是一种普遍采用的磨抛机械。但用它作为不锈钢刀、叉、勺之类工件的磨抛工艺,其资料还不多见。笔者用筒式滚磨机对不锈钢餐刀进行了磨抛工艺的研究,详细地介绍了这种磨抛工艺的方法和步骤。目前,对不锈钢刀、叉、勺之类的工件传统磨抛方法是采用砂轮磨削(粗磨),布轮抛光。这种磨抛工艺工序多,一把不锈钢刀具从毛坯到成品需要经过十几道工序,且劳动强度     

航发叶盘类零件不同抛磨工艺的仿真对比分析

为提高整体叶盘抛磨加工均匀一致性,对比分析了回转式、振动式及振动回转式抛磨加工.通过离散元软件EDEM对整体叶盘的模拟件进行仿真分析,在磨损量、滚抛磨块速度及各自的变异系数等方面对比分析回转式、振动式及振动回转式抛磨加工整体叶盘模拟件的优缺点.仿真结果显示,相较于回转式加工和振动式加工,振动回转式加工后的模拟件缩短了顶...     

工业叶片磨抛加工过程接触控制优化

应用机器人磨抛技术对叶片进行磨抛加工过程中,由于非零逼近速度和不连续动态特性等因素使得磨抛加工接触过程存在力振荡与力过冲问题,严重影响叶片表面加工质量和系统稳定性.针对此问题,文章提出了一种磨抛加工过渡过程的优化振动抑制方法.以机器人砂带磨抛技术为研究对象,在输入整形技术的基础上引入正负交替的脉冲序列,设计出改进具有负...     

机器人恒力磨抛材料去除研究

针对传统机器人-砂带磨抛工件时材料去除量难以定量控制的问题,结合Preston磨削经验公式与赫兹弹性接触理论,将法向磨抛力、砂带速度、工件进给速度3个工艺参数作为变量,建立机器人恒力磨抛的材料去除深度模型;然后进行硬件选型,搭建机器人恒力磨抛实验平台;最后以上述3个工艺参数为变量设计了机器人恒力磨抛单因素实验,实验结果...     

铝合金金相试样的制备方法

通过手动磨抛和自动磨抛两种工艺制备铝合金金相试样,试样经Keller试剂腐蚀及阳极覆膜后使用显微镜观察金相组织,分析高效的铝合金金相试样制备方法。结果表明:自动磨抛由于压力可控且受力均匀,磨抛质量优于手动磨抛;手动磨抛在砂纸研磨过程中根据材料需要增加1～2个研磨道次,且最后需加入一道精抛工序;自动磨抛加入精磨工序能够完全去除粗磨过程产生的变形层;自动磨抛每道工序的磨抛时间需在4 min以上,才能完全去除上一道工序的划痕。     

主轴式滚磨光整加工过程中滚抛磨块作用力测试与分析

在不同加工参数下,通过测试主轴式滚磨光整加工中工件受滚抛磨块作用力情况,寻找工件在加工中的受力规律并研究其加工机理,以此对理论分析和实际加工提供参考依据。改变工件安装位置发现,超过60%的位置处滚抛磨块对工件表面作用力与工件距滚筒中心距离或工件没入滚抛磨块深度成二次函数关系,其余均为幂函数关系,并且在正对磨块流处工件所受平均作用力最大,为其他3个方位处的4.5~8倍。同时,从摩擦因数角度分析,滚抛磨块对正对磨块流处的工件表面主要为碰撞和挤压作用,两侧处主要为刻划作用,并通过三维电控超景深显微镜观察方管加工前后的表面纹理加以论证。滚抛磨块润湿后,内外侧摩擦因数分别为0.034和0.18,远低于干燥时的0.13和0.49,说明润湿后,摩擦因数大幅减小,滚抛磨块滚动数量相对增多,尤其是内侧变化更为明显。     

基于模糊聚类和案例推理的滚抛磨块优选模型

目的 实现滚磨光整加工工艺制定过程中滚抛磨块快速、准确地优选。方法 在分析滚磨光整加工工艺特点的基础上,根据滚抛磨块优选的E-R图构建案例库,建立基于案例推理的滚抛磨块优选模型。针对不同案例特征属性的数据类型,选择合适的特征属性相似度计算方法;通过层次分析法确定案例特征属性的权重,采用加权最近邻居法计算案例间的综合相似度,并通过案例处理获得新问题的优选磨块。采用模糊C均值聚类算法对案例库中的冗余案例进行处理,实现案例库的动态优化。最后,采用实际的不同零件类型的不同数据进行仿真。结果 大量仿真结果表明,采用模糊C均值聚类算法,处理案例库中的冗余案例,可以有效提高案例推理的检索效率和精度;针对实际的新问题,基于模型并通过案例检索、修正,可以从案例库中快速提取出新问题的相似案例,验证了模型的可行性和有效性,重要的是能够为新问题的磨块优选提供决策指导。结论 基于模糊聚类的案例推理技术可以用于滚磨光整加工工艺实施时的滚抛磨块优选。     

薄板金相试样端面手工磨抛夹具的设计及有限元分析

为了解决薄板金相试样手工磨抛后端面平面度差的问题,设计一种新型的手持式磨抛夹具。通过薄板金相试样加工工艺分析,制定手持式磨抛夹具的结构方案,设计夹具的定位装置、夹紧装置和调节装置等关键结构,并利用有限元法评估试样和夹具在临界夹持力和磨抛力作用下的几何变形和应力状态。磨抛实验结果表明：该夹具能够使试样端面平面度控制在20 μm左右,比手工磨抛的平面度提高了75%。上述研究为薄板类金相磨抛或性能测试夹具设计提供了参考。     

弹性磨具磨抛SKD-11钢工艺参数优化研究

在超精磨抛加工中,主要通过材料的微量去除来达到表面光洁的目的。为提高弹性磨抛SKD-11的表面加工效率和磨抛效果,获得弹性磨具磨抛SKD-11钢工件曲面最佳工艺参数组合,首先采用尺寸为?18×55mm的钢试样进行柔性磨抛单因素优选法与正交实验深入分析磨具直径、磨抛深度等磨抛过程参量对表面质量的影响,并利用Fluent模拟切削区流场,通过使用高速射流进一步提高表面质量。实验结果表明:当球头磨具直径为D=50mm,磨抛深度t=0.3mm,进给速度V=10mm/min,射流速度v=19m/s时,试样表面粗糙度Ra为0.056μm,有效的提高了SKD-11钢材表面质量,为SKD-11钢零件的光整加工提供了重要的理论依据。     

磁流变弹性体制备及其在精密加工应用研究进展

磁流变弹性体（magnetorheological elastomer,MRE）是一种磁控智能材料，可通过调节外加磁场强度对其机械性能（如刚度、弹性模量、固有频率、阻尼能力等）进行连续、可逆的控制，在振动控制、机械工程、土木工程等领域得到了广泛的研究和应用。将MRE作为一种磨抛工具，利用磁场改变其刚度等性能来控制磨抛过程的机械去除，有望在精密加工领域得到广泛的应用。本文介绍了MRE的制备材料、制备方法和工艺，分析了外场（磁场和温度场）对MRE性能的影响规律，阐述了基于磁偶极子理论和宏观力学的本构模型，为MRE制备研究和实际工程应用提供指导，综述了MRE在精密加工领域的应用状况和未来发展方向。利用MRE的磁控性能变化可以较好地应用于精密加工，具有很好的发展前景。     

基于Preston方程的反射杯抛磨工艺参数研究

反射杯是液电冲击波式碎石机的关键部件之一,目前国内主要依靠手工抛磨。为了实现反射杯尺寸精度、表面粗糙度和品质稳定、高效生产,在经改造的数控车床上,对一种气囊式抛磨头的反射杯抛磨工艺进行研究。在Preston去除函数解析的基础上结合椭圆赫兹接触理论,确定影响反射杯内表面材料去除量的重要参数。为了保证抛磨的质量要求,优化了抛磨轨迹。试验结果表明,达到了反射杯尺寸精度和表面粗糙度要求。     

数字化磁力研抛技术在模具中的应用

针对模具制造过程中模具表面的自动化研抛光整加工的问题，介绍了一种数字化磁力研抛技术。从专用的数字化磁力研抛设备和在NC机床上改装方法、磁性磨粒的选择、研抛加工工艺参数的选择、三维模具加工模型的获得与数字化研抛轨迹的生成方法，详细介绍了其关键技术。     

单晶硅磨抛协同加工的分子动力学

磨削与抛光是实现单晶硅材料超精密表面加工的重要工艺方法,磨抛协同加工过程中由磨粒运动状态主导的二体与三体磨损机制对材料去除效率以及表面加工质量具有重要影响。采用分子动力学方法,建立固结与游离运动状态双磨粒协同作用下的单晶硅表面超精密磨抛加工过程仿真模型,分析磨粒切入深度、横向与纵向间距干涉等因素对磨削力、材料相变、表面损伤及材料去除行为的影响规律,阐释单晶硅磨抛协同超精密加工表面形貌演化规律。研究表明：受磨粒运动状态驱动的单晶硅材料表层损伤原子数量随固结及游离磨粒切入深度增大而增加,磨粒切入深度对工件的材料去除、裂纹生长及损伤行为影响显著;法向和切向磨削力随磨粒切入深度增加而增大,且在同等切入深度变化时法向磨削力增加幅度大于切向磨削力; 通过单晶硅金刚石结构分析磨粒间干涉区域的损伤情况可知,随着磨粒间纵向间距增加时,工件所受干涉作用减小,六角金刚石晶体结构减少;相比较固结磨粒,游离磨粒对工件的损伤区域更深,产生瞬态缺陷原子更多。研究结果可为实现超精密磨抛协同加工工艺高材料去除效率和高表面质量提供理论基础。     

锌基合金压铸零件仿金电镀

分析锌基合金材料的特殊性，介绍锌基合金压铸零件仿金电镀工艺。对其镀前处理如抛磨该光，除油活化，组合电镀，后处理的工艺参数及注意事项进行重点探讨。     

瓷质玻化砖磨抛加工工艺研究

通过详细观察不同磨削抛光条件下瓷质玻化砖的表面形貌和显微结构,分析磨抛过程中砂轮粒度、粒度间隔、磨抛时间、工作材质等因素对表面粗糙度和表面光泽度的影响,研究瓷质玻化砖磨削抛光加工工艺过程,并通过计算机模拟磨粒动态运动轨迹,提出优选砂轮组织和工艺参数的原则。     

弹性基体软固结磨料磨具的材料去除机理

基于弹性磨具的磨抛工艺为硬脆材料超精密加工效率与加工质量的兼顾平衡提供了新的解决思路,但其磨抛过程的材料去除机理尚未明确。为研究弹性磨抛过程中的材料去除行为,以硅橡胶作为磨具基体材料,混合微米级金刚石磨料制备弹性基体软固结磨料磨具,利用有限元仿真分析方法研究弹性基体软固结磨粒的受力状态,结合接触力学与运动学分析建立考虑单颗磨粒磨损行为与有效磨粒数量的材料去除模型,通过石英玻璃试件的弹性磨抛加工试验验证预测模型的准确性。结果表明：石英玻璃试件的材料去除率随着磨抛压力、主轴转速、磨具偏角的增大而显著增加,而磨料粒径对其影响程度较小;当工艺参数组合为磨料粒径100μm、磨抛压力7 N、主轴转速1 500 r/min、磨具偏角20°时,经60 min磨抛后,工件已加工表面粗糙度由1.069μm降至0.089μm,材料去除率为8.893×10⁸μm³/min;该试验条件下,建立的材料去除模型预测准确度相比Preston经典模型提高36.7%。研究成果可为实现硬脆材料的确定性材料去除提供技术支持和理论依据。     

砂页轮的磨抛机理及其试验研究

砂页轮是一种新型磨抛工具,本文在分析其磨抛机理的基础上,对其磨抛效果进行了试验研究。     

钻石抛磨智能机械手控制系统设计

中国作为钻石生产大国,对于钻石的加工还主要依赖于人工抛磨,然而钻石在抛磨时表现出很强的各向异性,这严重影响了钻石的抛磨效率。针对这个问题,深入研究了钻石的抛磨机制,设计了基于uCOS-Ⅱ的钻石亭面抛磨机械手控制系统,针对钻石的各向异性提出了智能寻优策略的解决方案,并在钻石抛磨机械手上运行,该系统可以通过压力变化准确地识别软抛磨方向,从而实现了钻石的自动化加工,解决了各向异性为钻石加工带来的加工困难且效率低下问题。目前基于该控制系统的智能抛磨机械手已经交付给钻石生产厂商使用,并明显提高了钻石的加工效率和表面质量。     

钎焊金刚石磨抛盘基体结构设计与仿真研究

根据磨抛高强度钢用树脂砂轮片的磨抛特性,仿形设计出适合于制备钎焊金刚石磨抛盘的基体结构,确定了与基体形状有关的几何参数,其中磨抛面由磨抛盘外缘面、斜面及上平面组成;对磨抛盘各结构参数进行了优化,确定了参数设计范围。采用ABAQUS仿真软件对磨抛盘磨抛受力状态进行仿真分析,结果表明:影响基体磨抛形变的因素主要为进给力,沿磨削面的切向磨削力以及离心力对磨抛变形影响较小;最大应力集中区在弯角R2处,并随进给力的增大而增大;弯角R2最佳弯曲半径在6~10mm区间。