五轴叶片加工机床的高精度回转机构研究

介绍一种适用于五轴叶片加工机床的旋转机构,采用双齿轮传动,消除齿轮传动的反向间隙,提高齿轮传动精度;采用新颖的碟簧补偿机构,齿轮磨损后可自动补偿,提高齿轮传动的精度稳定性。经测试,该机构能满足五轴叶片加工机床的性能要求。     

航空发动机薄壁叶片加工误差补偿迭代学习建模方法

航空航天复杂薄壁件在数控铣削的过程中,由于实际加工结果与理论尺寸的不一致,导致了加工误差的存在,从而降低了零件的精度,进而直接影响其使用性能。针对航空发动机薄壁叶片在加工时产生的以弹性变形为主的综合误差,研究了航空发动机薄壁叶片加工误差补偿迭代学习建模方法。基于弹性变形理论、泰勒展开建立误差补偿模型,根据前次加工后的数据通过学习迭代算法,计算出下一次切削误差补偿量并重构叶片模型,生成新的数控加工程序,最终使加工误差满足公差要求。通过迭代学习算法对补偿模型的计算,可以有效减少补偿次数,提高补偿加工效率。     

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.     

数控随动磨床加工凸轮方法及其精度补偿策略

针对凸轮随动磨削中因工件轴转速差、伺服系统响应偏差、硬件制造误差等重复性误差影响因素造成的零件制造精度下降问题,将在线测量技术和Sinumerik 840D数控系统的插补表与电子齿轮功能应用到机床运动控制系统中,开展了随动磨削工艺的运动轨迹和控制方案分析,提出了由内嵌在系统PCU上的VB程序来处理在线测量获得的360个离散误差补偿数值,自动生成带插补表与电子齿轮功能的专用加工程序,利用同轴运动叠加控制方法,把补偿值叠加到进给轴上,使带误差补偿数据的凸轮加工NC程序不断根据实际加工状态更新,最后在工程样机上进行了磨削试验。试验结果表明,发动机凸轮轴的廓型最大加工误差降到了2.6μm以下,残余误差主要来源为机械振动、非线性摩擦扰动等随机性偏差。该运动控制和误差补偿方法能在实际加工中较好地补偿重复性误差因素对工件精度产生的影响。     

齿轮重复加工中的相位误差补偿技术研究

针对齿轮重复加工中由于误差引起齿轮轮廓精度难以保证的问题,对影响齿轮重复加工的跟踪误差、耦合误差等因素进行了研究。结合齿轮重复加工的应用需求,对耦合误差的构成和耦合误差对轮廓精度的决定性影响,及相关误差补偿方法进行了分析,提出了通过实时相位误差反馈来对耦合误差进行实时补偿的齿轮加工控制系统模型;开发了一种新的相位误差动态闭环补偿技术;利用齿轮加工系统试验平台,对相位误差动态补偿技术的有效性进行了测试;通过MATLAB数据仿真和实际工件切削,对采用相位误差补偿技术前后的相位误差变化进行了比较与分析。研究结果表明:该相位误差动态闭环补偿技术能有效地减少耦合联动轴的相位误差,相位误差下降达99%,明显提高了齿轮重复加工的精度;同时,该技术满足实时性要求,适合实际工程的应用。     

外齿式转台轴承传动误差的模拟分析

转台轴承是一种集支撑、旋转、传动、固定等功能于一身的特殊结构的精密轴承,其加工费用随传动误差要求提高而指数倍增加。为合理分配转台轴承各个部件的加工精度、降低加工费用,将外齿式转台轴承分为齿轮和轴承两部分,把轴承部分的跳动误差当作齿轮加工时的几何偏心,提出了外齿式转台轴承传动误差的模拟分析方法。模拟分析结果表明,轴承部分的跳动误差对外齿式转台轴承传动误差的影响较为明显,齿轮加工误差影响相对较小。在实际加工时,可以适当提高轴承加工精度,降低齿轮加工精度。     

转台齿轮传动系统的误差建模及其精度分配研究

针对齿轮传动系统误差建模分析和精度分配这一问题,以新型转台传动系统为例,提出了一种具备良好鲁棒性、经济性及实用性的新传动系统优化设计方案。首先,建立了从单个齿轮到一对齿轮再到齿轮传动系统的传动误差分步计算体系,以概率统计法为基础创建了传动误差数学模型,对其传动误差进行了计算;然后,针对传统遗传算法进行多目标拓扑优化,创建了具备良好经济性和工程意义的齿轮精度分配方案,对齿轮精度进行了分配;最后,将两者进行有机整合,得到了新的传动系统优化设计方案,并设计实验对其正确性进行了验证。研究结果表明:采用新传动系统优化设计方案进行优化后,转台传动系统在满足设计要求的前提下,相关的齿轮精度等级得以降低,转台成本下降;同时,经过实验验证,采用该传动误差计算模型能够使齿轮传动系统的设计周期缩短7%,并降低对经验的依赖程度。     

航空薄壁件原位检测与补偿加工方法研究

航空结构件、航空叶片等薄壁零件是航空制造的关键零件,具有若刚性、材料难加工、工艺优化不足等特点,其加工精度难以控制。针对航空薄壁零件的在机测量与误差补偿方法展开研究,针对规则航空薄壁零件提出均值误差补偿方法,并在此方法的基础上延伸为针对自由曲面的分段误差补偿方法,最后对航空叶片进行了数控加工、原位检测及补偿加工实验,实验结果表明,补偿前后误差区间从0.15 mm~0.35 mm缩小到了-0.04 mm~0.06 mm,验证了分段误差补偿方法在加工几何偏差控制上的效果。     

发动机气缸孔精镗刀杆设计及加工误差补偿

发动机气缸是发动机的关键部件,气缸孔的加工质量直接决定了发动机的各项性能.为了解决气缸孔镗削加工成腰鼓状的问题,设计了一种推、拉镗相结合的新型推拉镗刀杆,并采用自适应控制技术进行刀具磨损补偿,同时对加工圆柱度误差也进行了补偿.实践证明,采用该加工方法能有效控制误差,提高精镗精度.     

可转位镶片滚刀滚齿加工精度影响分析和优化

可转位镶片滚刀（简称ICI滚刀）因其高切削硬度、高加工效率及刀片更换便捷等优点在大模数批量滚齿加工中应用越来越广泛。从可转位镶片滚刀设计和实际应用角度分析了刀片搭接误差、刀片安装误差和刀片磨损对镶片滚刀加工精度的影响;采用DOE试验设计方法分析了加工参数中滚刀轴向进给速度、滚刀螺旋角补偿及走刀次数对齿轮件齿形精度的影响,并在保证加工效率的前提下通过优化加工参数来提高齿轮件齿形精度。     

基于GAPSO算法的转台齿轮传动多目标优化研究

针对某航空发动机叶片五轴加工机床转台传动系统多目标优化设计问题,以五轴加工机床转台的齿轮总体积和总重合度建立了目标函数,在齿轮的接触应力和弯曲应力为约束条件下建立了优化数学模型。提出了结合PSO算法与GA算法各自优点的GAPSO方法,利用GAPSO算法既有GA算法的强大全局搜索能力又有PSO算法的快速收敛能力的特点,求解了转台齿轮传动系统的多目标优化数学模型,并分别使用PSO算法、GA算法对数学模型进行了寻优求解,最后将3种算法的结果进行了对比分析。研究结果表明:相比PSO算法与GA算法,GAPSO算法的优化效果最佳,转台的齿轮传动系统体积减少27.26%,重合度增加8.10%;优化目标实现了转台的轻量化与提高传动平稳性的目的,为转台的齿轮传动系统的多目标优化设计提供了理论依据。     

提高航空发动机齿轮加工精度方法的研究

航空发动机齿轮是飞机的关键零部件,其加工精度是航空发动机可靠性、高性能的重要保证,直接影响着航空发动机的整体质量针对齿轮加工的几种常用方法.提出了提高齿轮加工精度的具体方法和建议.     

一种数控回转工作台的消隙机构

介绍了一种双蜗轮蜗杆柔性消隙机构,可应用在数控回转工作台上。该结构降低了对蜗轮蜗杆加工精度的要求,减少了成本,同时在蜗轮蜗杆副磨损后可自动调整补偿间隙,详细分析了碟簧的调整及压缩量的计算。     

压气机叶片辊轧模具型腔回弹补偿方法研究

航空发动机高压压气机叶片在辊轧成形过程中会沿着弦长方向发生回弹,直接影响叶片的成形精度进而影响其气动性能。为实现航空发动机压气机叶片无余量辊轧成形,提出并研究基于截面线回弹补偿的叶片辊轧模腔优化设计方法。分析钣金件弯曲变形过程并基于钣金件的几何结构和材料特性建立回弹前后中心角的变化模型。在此基础上提出叶片截面回弹补偿模型,并对辊轧叶片工艺模型截面进行回弹误差补偿。将回弹补偿后的叶片工艺模型截面线族绕轧辊轴线进行扇态分布并重构辊轧模具型腔。基于数值计算方法使用几何映射和回弹补偿设计的型腔对叶片辊轧成形过程进行模拟,并获得了相应的轧制成形叶片模型。结果表明,回弹补偿后的模具型腔能够有效提高叶片型面的成形精度,叶片成形误差缩小到原来的16.7%。本文研究内容为压气机无余量辊轧成形模具设计提供理论支撑,同时对不规则薄壁类结构塑性成形精度控制具有参考价值。     

秦川机床实施战略性结构调整

正秦川机床成功研制出精密大型数控圆锥齿轮铣齿机QJK002与磨齿机QMK009,代表了国际齿轮加工技术当代先进水平。彻底改写了我国在船舶与海工装备推进器、陆地和海上钻机转台、通用航空等领域的大规格精密锥齿轮加工设备等长期依赖进口的格局。另外,针对高精度航空齿轮、机匣、叶片(叶根)、涡轮盘及     

车床导轨磨损误差补偿分析

车床在长期工作下,因前导轨磨损而产生误差,这样加工光轴类工件时精度不高。而采用单片机误差补偿系统可以对背吃刀量进行补偿,提高加工精度。     

基于Adams的TK13250E数控转台蜗杆副传动精度的仿真

以TK13250E数控转台为对象,研究数控转台的传动机构蜗轮蜗杆存在的各项误差对传动精度的影响。利用动力学仿真软件Adams对蜗杆副进行仿真,对比仿真结果与理想结果来验证虚拟样机的正确性。利用Adams对蜗杆副的选材误差、制造误差、使用误差以及它们随机产生的综合误差进行全面仿真,得出不同误差对精度的影响程度。为了研究数控转台在过载荷下的精度衰退规律,设计了数控转台精度衰退加速磨损试验。试验表明,随着蜗轮磨损量增加,数控转台的定位精度和重复定位精度开始下降。     

基于MLS的航空叶片中弧线提取方法

航空发动机叶片是高性能航空发动机的核心部件,其几何形状和加工精度对航空发动机的使用性能有很大影响。因其特殊的工作环境和功能要求,一般将其设计加工为变截面、强扭曲、薄壁曲面,其中弧线是表征其几何形状的重要参数之一,如何快速高效地提取叶片截面中弧线参数已成为航空叶片检测中亟待解决的关键问题。为此结合移动最小二乘法(MLS)提取中弧线,该方法首先将叶片二维截面点云进行分段处理,并通过带影响域的移动最小二乘对叶盆、叶背稀疏点进行加密,进而利用等距曲线原理提取航空叶片中弧线参数。同时就中弧线提取算法精度评价和噪声影响进行分析 。     

转台定位误差谐波函数计算方法研究

为了保障转台定位误差谐波补偿准确性,针对一种谐波误差函数计算方法开展研究。 首先分析了转台定位误差谐波补 偿方法,阐述了基于坐标旋转数字计算方法(CORDIC)的谐波误差函数计算原理可行性;针对算法原理误差进行分析,分别建 立了与迭代次数 n、数据位宽 b 的量化模型,明确了算法在谐波补偿值计算过程的总量化误差;根据计算精度要求对 n 和 b 取值 进行设计,在现场可编程门阵列(FPGA)中实现谐波误差函数计算并进行实时误差补偿。 以谐波误差函数理论值为参考,仿真 证明了计算方法的有效性;以自制电路板为实验平台,证明了计算方法的总量化误差模型正确性;搭建转台测试平台验证定位 误差补偿效果,实验结果证明采用本文提出的谐波误差函数计算方法进行补偿,使转台定位精度由 29. 0"提高至 5. 3" 。     

大型叶片数控加工精度提升技术分析

航空发动机叶片大部分是通过数控铣床生产,较之前的产品已有很大进步,但仍然存在着一些不足,如加工过程中零件容易发生受力变形,加工的产品还达不到要求,精度不达标。因此,如何最大发挥数控加工的作用,以提高航空发动机叶片的加工精度和加工效率显得尤为重要。