基于Master CAM的薄壁盒体零件的数控加工与仿真

薄壁零件是由各种薄型板（壳）和加强筋构成的轻量化结构,相对刚度较低、加工工艺性差,在切削力、装夹力等因素作用下极易发生变形和振动,制造难度极大。本文通过对薄壁盒体零件数控工艺的合理制定,基于MasterCAM软件进行工艺参数设置,模拟仿真加工并自动生成数控程序,有效防止薄壁盒体在加工中产生变形、振动现象,从而实现薄壁盒体零件的高精、高速和高效加工。     

薄壁框状结构件数控加工变形的有效控制方法研究

文章通过阐述薄壁结构件,分析薄壁框状结构件数控加工变形,对薄壁框状结构件数控加工变形的有效控制提出"有限元仿真变形预测与控制"、"高精度加工装夹具优化"、"材料与工艺优化"等方法,旨在为研究如何促进薄壁框状结构件数控加工的顺利开展提供一些思路。     

汽轮机叶片薄壁曲面加工变形分析及切削参数选择

汽轮机叶片是汽轮机的核心零部件,而薄壁曲面叶片的受力变形一直是加工难题。建立了叶片加工的刀具铣削力模型,采用ANSYS Workbench有限元软件将铣削力施加在数控程序所对应的工件各接触点处,对汽轮机薄壁叶片的加工变形进行分析研究并得到变形量最大的点。通过研究该点处切削宽度、切削速度、进给量和切削深度对叶片变形的影响规律,确定了实际加工薄壁叶片的切削参数,并通过仿真和实际加工验证了其可行性。     

新一代航天发动机用齿轮箱的制造工艺技术研究

以新一代航天发动机用齿轮箱的制造工艺过程为例,针对齿轮箱箱体加工过程中涉及到的各项关键技术、工艺方法等,分别从薄壁箱体加工过程中的切削变形及应力变形量控制、多组复杂结构高精度轴承孔的五轴数控精密加工工艺技术、高精度薄壁轴承孔的精确测量技术、标准双头螺柱的高效装配工艺技术等方面对齿轮箱的制造工艺技术开展了较为深入的研究和...     

航天薄壁框架类零件数控加工的变形抑制方法

针对航天薄壁框架类零件数控加工过程中的变形抑制问题,对加工工艺、装夹方式与切削路径进行分析,获得产品数控加工变形的影响因素并提出相关优化方向,改进总体加工工艺,量化夹持点、夹紧力等装夹要素,提出切削路径优化方法。通过产品加工验证试验,证明上述优化要素的有效性,为航天薄壁框架类零件的数控加工变形抑制提供技术支撑。     

叶片精密加工弹性变形误差分析及规律研究

针对薄壁叶片螺旋铣削加工中的变形问题进行了分析研究.通过建立叶片螺旋铣削加工模型、力学变形分析模型,运用力学原理对叶片加工中的扭转和弯曲变形进行分析,建立了基于叶片刚度的变形数学模型,得到了叶片加工变形与叶片几何尺寸的关系,在此基础上通过定义叶片弯扭变形作用区域的划分方法,计算总结出了叶片变形的规律.螺旋铣试验结果表明,研究的弹性变形击噼与实际加工中的变形基本吻合,能够满足叶片加工补偿、数控编程等实际的工程要求.     

薄壁弹性铜套的数控加工分析

在数控车削加工中,薄壁零件的加工是一个难点。通过对某产品内线拉刀刀体配合件薄壁弹性铜套的数控车削加工工艺分析,以及对加工过程的不断改进,有效地克服了薄壁零件在加工过程中的应力变形和装夹切削变形,保证了加工精度,提高了生产效率。     

基于薄壁矩形深腔体防变形数控加工工艺研究

薄壁矩形深腔体零件在加工、装配及库存过程中极易产生变形,由于工件材料、壁厚、刚性、装夹等多种原因,导致零件加工工艺编制的难度增加。通过实例从零件的变形理论分析、防变形工艺方法等角度出发研究了薄壁矩形深腔体零件的数控加工工艺。     

薄壁矩形深腔体零件的数控加工工艺

由于工件材料、壁厚、刚性、装夹等多种原因,薄壁矩形深腔体零件在加工、装配及库存过程中极易产生变形,导致编制零件加工工艺的难度增加.文中通过实例从零件的变形理论分析、防变形工艺方法等角度出发研究了薄壁矩形深腔体零件的数控加工工艺.     

航空发动机薄壁叶片加工变形误差补偿技术研究

针对航空发动机薄壁叶片在数控加工中的变形问题,基于反变形思想,提出了叶片加工变形误差的多次补偿方法,并研究了误差补偿中的叶片补偿模型重构和光顺问题,最后,对多次补偿方法进行了实验验证.结果表明:通过采用多次误差补偿方法,能有效地提高叶片的加工精度,与传统补偿方法相比具有高效、辅助支撑少、可以预处理变形的优点.     

Error prediction and compensation based on interference-free tool paths in blade milling

We propose a method which uses interference-free tool paths to predict and compensate for deformation error during the spiral milling of blades. Firstly, a finite element simulation of the blisk blade milling process was conducted using an interference-free spiral milling NC machining tool path based on the curvature attribute of the blade twisted surface, observing the variation in blade milling error under different processing parameters and yielding a surface quality variation law. Next, the model was corrected by combining this error prediction data with precision design requirements, and a blade deformation error compensation scheme was suggested. Finally, an interference-free processing program containing the error compensation information was applied to carry out another blade milling simulation and a blisk milling experiment. The results showed that both the blade deformation error and the surface quality satisfied design requirements, while the accuracy of the simulation was verified.     

雕塑曲面体混流式叶片的多轴联动数控加工编程技术

转轮叶片是水轮机能量转换的关键部件,也是最难加工的零件,目前多轴联动数控加工是解决该类大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多轴联动数控加工编程则是实现其高精度和高效率加工的最重要环节。本文介绍混流式水轮机叶片五轴联动数控加工大型雕塑曲面编程中涉及到转轮叶片三维造型、刀位轨迹计算、切削仿真、机床运动碰撞仿真、后置变换等关键技术。通过对这些技术的链接和研究,开发实现了大型叶片的多轴联动加工。     

基于UG的大型水轮机叶片多轴数控加工研究

以UG自动编程软件体系架构为依据,研究大型混流式水轮机叶片多轴数控加工方法。探讨提高叶片加工质量和效率的途径。介绍大型水轮机叶片五轴联动数控加工雕塑曲面编程中涉及到的转轮叶片三维造型、切削仿真、刀具轨迹生成等关键技术。该方案切削力小、加工精度高、成本低,具有一定的参考价值。     

Toolpath dependent chatter suppression in multi-axis milling of hollow fan blades with ball-end cutter

Aiming at the issue of toolpath dependent machining vibration in multi-axis milling of hollow fan blades, this paper presents an optimal selection method of cutting parameters based on single-line toolpath to suppress cutting chatter. Firstly, the impact of hollow structure on the blade structural modal was analyzed by using the modal analysis method. And the unstable regions of hollow blade surface have been predicted, which were prone to induce machining deformation and vibration. Secondly, the relationship between the hollow structure and the dynamic characteristics was revealed by analyzing the dynamic responses to the different cutting positions of blade surface. Thirdly, the optimization of cutting parameters based on single-line toolpath was proposed by establishing the 3D stability lobe diagram. Finally, the feasibility and effectiveness about the analysis of dynamic characteristics and the suppression method of cutting chatter were verified by a milling experiment of hollow blade.     

基于全生命周期的螺杆转子刀具设计研究

由于螺杆转子粗铣过程中,不同部位刀片加工余量差别巨大,存在刀片磨损不均匀的难题,降低了转子的加工精度与效率。为此,依据刀片全生命周期算法,提出增加磨损严重部位铣刀盘的刀片数量,使刀片的生命周期尽量一致的铣刀设计方法,以减少刀片更换次数、提高转子加工精度。与无锡压缩机厂合作,以圆弧转子型线为研究对象,设计了双螺杆压缩机转子刀具。其加工实验结果表明：多刀片螺杆转子粗铣刀粗糙度Ra=12.5μm,符合螺杆转子加工精度要求,铣刀刀片更换时间间隔延长了一倍,证明了该刀具设计方法的合理性。     

烟气轮机动叶片数控加工中的受力分析

以YL型烟气轮机动叶片零件为例,研究其在数控加工中的受力变形情况。运用ANSYS软件分析了切削加工中零件在切削力作用下的变形,分析了叶片的受力分布。结果表明,在加工过程中叶片的叶顶变形最为严重。为后续研究烟气轮机动叶片在数控加工中的变形提供依据,并提供控制加工变形的方案,最后通过试验验证了方案的可行性。     

高速铣削铝合金叶片表面质量的试验研究

使用硬质合金球头铣刀对铝合金叶轮叶片进行了高速铣削试验。研究了切削速度和进给量对加工表面粗糙度的影响。试验结果表明:在高速加工中,每齿进给量比铣削行距对加工表面质量的影响更大;提高切削速度和减少每齿进给量有利于降低加工表面粗糙度。但当切削速度超过某一范围后,进一步提高速度对降低表面粗糙度的作用并不明显;每齿进给量减小到一定范围后,表面粗糙度反而会有所增加;对于铝合金叶片曲面的加工,合理选择切削速度、进给量和行距可获得较低的表面粗糙度值和较高的加工效率。     

航空发动机叶片数控智能磨削加工技术研究

现有磨削加工技术已经无法满足发动机的需求,故提出航空发动机叶片数控智能磨削加工技术。应用参数线法规划叶片磨削加工轨迹,以此为基础,提取磨削加工余量,模拟与计算对应数值,适当处理获取的叶片磨削加工轨迹与加工余量数据,推出叶片数控智能磨削算法(数控车床转轴、直线轴与压力轴运动控制模型),以此控制数控车床运动姿态,并通过刀位点偏移补偿叶片的反变形误差,实现了航发叶片的数控智能磨削。实验数据表明:应用该技术后叶片型面加工前后粗糙度变化明显;叶片边缘加工误差保持在标准误差范围内;叶片根部粗糙度得到了大幅降低,充分证实了该技术具有可行性。     

自由曲面铣削误差预测

在航空航天工业等行业中,对于复杂薄壁曲面零件,极易产生由工件变形引起的加工误差,这直接影响了零件的加工精度及表面质量。本文研究了薄壁叶片型面精加工切削过程中工件变形对加工精度的影响:首先利用正交试验求出球头铣刀的铣削力公式,进而结合有限元方法,编写柔性切削变形迭代算法,计算出薄壁叶片的最终变形量,并分析了叶片的变形规律,这对提高叶片加工精度具有重要的实际应用价值。     

整体叶轮数控展成电解加工运动轨迹及速度研究

在整体叶轮扭曲叶片型面加工方法中,数控展成电解加工展示了其优势。本文针对某型号航空发动机整体叶轮的加工,首先阐述了利用直纹面拟合扭曲型面的方法,然后通过对四轴数控展成电解加工过程的分析,采用不共原点的坐标变换对加工中的工件运动进行了研究,获得了各轴运动轨迹及工件上任意点的速度,分析了速度对展成电解加工间隙的影响,提出了编制数控加工程序的方法。最后,用试验对利用此法编制的数控加工程序进行了验证,试验结果表明该法能加工出符合要求的叶片型面。