整体叶盘抛光机床的研制与应用

本文针对航空航天关键零件整体叶盘结构及工艺特点,整体叶盘是典型的复杂、薄壁、整体化结构,对表面进行抛光处理,整体叶盘表面质量和精度会显著影响其使用寿命和性能,结合五轴联动加工技术,对研制的整体叶盘抛光机床结构特性进行了介绍。并对整体叶盘进行了抛光加工,整体叶盘的表面质量要求得到了满足。     

悬臂式测量机测量不确定度分析与验证

针对在某五轴数控机床加工现场有限空间限制下,复杂结构工件的原位在线测量问题,设计了一种悬臂式坐标测量机.根据不确定度评定准则,分析了影响测量机测量不确定度的因素,提出了从理论上估计所设计结构形式测量机测量不确定度的方法,并从机构运动误差、机构变形以及温度等方面对测量机的测量不确定度进行了估计.实验结果显示,测量机的测量误差均小于测量指标所要求的测量不确定度.     

悬臂式测量机测量不确定度分析与验证（英文）

针对在某五轴数控机床加工现场有限空间限制下,复杂结构工件的原位在线测量问题,设计了一种悬臂式坐标测量机。根据不确定度评定准则,分析了影响测量机测量不确定度的因素,提出了从理论上估计所设计结构形式测量机测量不确定度的方法,并从机构运动误差、机构变形以及温度等方面对测量机的测量不确定度进行了估计。实验结果显示,测量机的测量误差均小于测量指标所要求的测量不确定度。     

整体叶盘的CMM测量规划与仿真系统研究

针对整体叶盘结构复杂测量困难的特点,研发了一种基于OpenGL的虚拟仿真检测系统。该仿真系统建立了三坐标测量机和整体叶盘的三维实体模型,对整体叶盘测量路径进行规划,在均匀分布的基础上,提出了一种基于曲率的自适应采样方法,减少了测量点数目,实现了截面线上采样点自适应分布,并确定了每个测量区域的测头位姿。完成了整体叶盘的测量规划以及测量过程的仿真。     

整体叶盘无干涉五坐标数控抛光轨迹生成算法研究

整体叶盘是典型的薄壁、难加工材料和复杂结构零件,其叶型表面的抛光质量和抛光精度会显著影响其使用性能和寿命。根据整体叶盘的结构特点以及抛光的特殊性,围绕所开发的专用五坐标数控抛光机的编程需要,提出了相应的抛光轨迹生成算法,并对可能存在的干涉进行检查,最终生成了光顺的抛光轨迹。经初步试验证明,该抛光轨迹算法既能有效进行干涉检测,又能生成适合整体叶盘型面的最佳抛光轨迹。     

整体叶盘车削在线测量技术研究

通过对整体叶盘车削过程自动测量技术、刀具自动校正技术、刀具自动补偿技术进行深入研究,实现了整体叶盘车削加工、测量、刀具补偿自动化。提高了工件加工质量和效率。形成了整体叶盘车削加工过程数字化在线测量的制造模式。     

亚微米级高精度复合式坐标测量机的研制

坐标测量机(CMM)是最常用的长度测量仪器,但在面对复杂结构工件的高精度测量时,配备单一接触式测头的坐标测量机往往无法完全满足测量需求。针对这种情况,本文研制了一种亚微米级的高精度复合式坐标测量机。该仪器集成接触式测头、影像测头和光谱共焦测头,充分利用每种测头各自的优势,实现复杂工件的快速高精度测量。本文介绍了高精度复合式坐标测量机测量精度影响因素的处理方法,完成了测量机的机械结构设计,进行了几何误差和热误差补偿,对测量机3种测头进行了独立标定及融合标定。精度验证测试结果表明,所研制的复合式坐标测量机测量精度可达到亚微米级水平。     

整体叶盘叶片型面检测用检具设计

介绍了整体叶盘的结构以及整体叶盘叶片型面的样板检测方法 ,并结合某一试验用整体叶盘 ,给出了测量检具的具体设计步骤     

整体叶盘机器人自动化抛光技术

根据整体叶盘结构,在对整体叶盘造型方法分析的基础上,对应用机器人抛光过程中的刀轨生成和干涉检测进行了研究,提出了适合于整体叶盘机器人抛光的刀轨生成算法,并对机器人控制数据的确定进行了分析.该技术对于提高抛光加工质量和效率具有重大的实际意义.     

基于路径规划的大掠扭叶型整体叶盘的叶片分离技术

整体叶盘的叶片分离技术是实现整体叶盘的叶片损伤修复和叶片试验的关键加工技术。计算并选定整体叶盘倾斜角度,设计专用叶片分离工装,计算叶片分离的刀位点,根据叶片的掠扭程度规划加工路径,用UGNX软件进行几何仿真,并在某型整体叶盘上进行了加工实验。结果表明,该叶片分离技术能较好地满足加工质量要求和有效避免加工干涉,且控制重要的刀位点以解决过切问题。     

基于相位恢复技术的大型光学镜面面形在位检测技术

根据目前大镜加工在位检测的需求和面临的困难,把基于衍射图像检测的相位恢复技术应用到大镜面形的在位检测,建立大镜加工在位检测系统.对影响测量系统精度的主要因素以及系统的抗振动性能进行了分析和仿真,结果表明该测量系统具有较好的抗振动能力,精度接近标准球面波光源的精度.基于GS迭代算法开发了测量软件,对( 500 mm球面镜进行在位测量.把相位恢复测量结果与高精度的ZYGO干涉仪测量结果进行比较分析,结果表明在面形误差分布及误差的峰谷值(PV)和方均根值(RMS)上,两者具有较高程度的一致性,这说明相位恢复测量方法的可行性和准确性.由该方法构成的在位测量系统具有光路简单、精度较高、抗振动能力强和操作简单等特点,完全满足大镜的在位测量需求.     

Electrical discharge machining of electron beam melting formed shrouded blisk

Shrouded blisk components are one of the core parts in aerospace engines. Five-axis or six-axis electrical discharge machining is once regarded as the best solution to manufacturing these components. The machining process, however, is time consuming and money cost. In this paper, an electron beam melting (EBM) and electrical discharge machining (EDM) combined method for shrouded blisks manufacturing was presented. In the new method, EBM was used to generate the near-net forming blank of the shroud blisk, and EDM was responsible for finish machining. The mechanical properties of the EBM formed Ti6Al4V blank was tested to be good enough for shrouded blisks. A visual identification method was proposed to establish the machining reference on the EBM formed blisk blank for the subsequent EDM process. The given example showed the required blade accuracy of ±0.03 mm can be achieved by the visual identification method. Through the combination of EBM and EDM method, the machining time of the shrouded blisk was greatly reduced by 54.8 %.     

先进焊接技术在发动机整体叶盘修复中的应用

整体叶盘是现代航空发动机的一种新型结构部件,对于提高发动机性能具有重要作用。当整体叶盘在加工过程中出现缺陷或在使用过程中发生损伤,如果无法进行修复,将导致整个叶盘报废,并造成巨大的经济损失。可见,整体叶盘的修复技术是整体叶盘应用和发展的瓶颈。本文研究了整体叶盘损伤失效的特征,分析了激光熔焊、钨极氩弧焊、激光熔覆、激光成形修复及线性摩擦焊等5种修复技术的工艺特点及应用情况,就整体叶盘修复技术的发展提出了建议。     

基于UG二次开发的叶轮刀位轨迹生成

整体叶轮型面的复杂性,导致造型和数控编程都有一定的难度.基于UG基础开发平台,根据全局干涉刀位修正原理,编制了无干涉刀位轨迹算法,开发出干涉较严重的微型叶轮类零件的5坐标加工程序.通过实验证明,无干涉刀位轨迹算法是可行的,且基于UG平台开发的算法计算速度快,操作方便,精度易于控制.     

由涂层引入失谐的整体叶盘集中参数建模与振动特性分析

为了研究涂层参数失谐对整体叶盘振动特性的影响,创建含涂层的两自由度扇区集中参数模型,引入四种常见的主动失谐形式,详细分析了涂层质量、刚度、阻尼等参数失谐对系统振动特性的影响规律。创建含涂层参数失谐的整体叶盘集中参数模型,并由涂层引入常用的谐波、交替、线性及伪谐波四种形式的主动失谐。建立失谐后整体叶盘结构的运动方程,确定求解其固有频率及振动响应的方法,并给出了评价失谐程度的量化参数。通过实例分析了由涂层引入主动失谐后叶盘结构的振动特性。研究表明,叶盘系统发生由涂层引起的主动失谐后,系统最大响应随失谐量的增大呈现先上升后下降的趋势,有“阈值”现象。     

复杂曲面零件加工精度的原位检测误差补偿方法

为提高复杂曲面零件的数控机床原位检测精度,分析影响接触式检测系统精度的各项因素及其误差补偿方法。对检测系统的主要误差来源如机床几何误差、测头预行程误差和测头半径误差进行分析研究。在对数控机床的几何误差进行分析和建模的基础上,采用激光干涉仪进行三轴数控机床的单项误差测量和补偿;针对测头检测过程中存在的预行程误差,提出基于径向基函数(Radial basis function, RBF)的预行程误差预测方法,获得测头预行程误差分布图,并对检测系统进行实时预行程误差的补偿;提出改进的三角网格模型顶点法矢计算方法,有效进行三维测头的半径补偿。通过实例零件的加工精度原位检测试验及其与三坐标测量机CMM检验结果的比较,验证了原位检测方法的有效性。     

The tool design and experiments on electrochemical machining of a blisk using multiple tube electrodes

The International Journal of Advanced Manufacturing Technology - Electrochemical machining (ECM) is an effective method for machining a blisk. Because a blisk often has several tens to hundreds of...     

Research on tool path planning method of four-axis high-efficiency slot plunge milling for open blisk

The great mass of machining allowance for blisk is removed in the rough milling, so improving the rough machining efficiency for the blisk’s tunnel is the key of realizing high-efficiency machining of blisk. According to the structure characteristic of open blisk’s tunnel, a four-axis plunge slot rough milling with high-efficiency and low machining cost is advanced. First, the plunge slot process for blisk and the generation process of the ruled enveloping surface for the freeform surface of the blisk’s blade are put forward. Then, the generating method of the ruled enveloping surface for the blade’s freeform surface and the tool path generation method of four-axis plunge slot milling for blisk are studied. The rough milling region of open blisk’s tunnel is determined by generating the ruled enveloping surface of blade’s offset surface, and the algorithm of tool path for four-axis plunge milling is given. When using a ruled surface to approach a freeform surface, the problem of getting boundary is solved, and the error from the calculation of tool path is avoided by the algorithm. At last, the experiment shows that comparing to the traditional side slot milling, the cutting force of four-axis plunge milling can be reduced by 60% and even the rough machining efficiency can be increased to more than double.     

Machining the Integral Impeller and Blisk of Aero-Engines: A Review of Surface Finishing and Strengthening Technologies

The integral impeller and blisk of an aero-engine are high performance parts with complex structure and made of difficult-to-cut materials. The blade surfaces of the integral impeller and blisk are functional surfaces for power transmission, and their surface integrity has significant effects on the aerodynamic efficiency and service life of an aero-engine. Thus, it is indispensable to finish and strengthen the blades before use. This paper presents a comprehensive literature review of studies on finishing and strengthening technologies for the impeller and blisk of aero-engines. The review includes independent and integrated finishing and strengthening technologies and discusses advanced rotational abrasive flow machining with back-pressure used for finishing the integral impeller and blisk. A brief assessment of future research problems and directions is also presented.