叶片型面测量编程与误差处理技术

针对航空发动机叶片三坐标测量机(CMM)测量,进行了自动测量编程与误差处理两个方面的研究。提出了一种基于已知叶片CAD模型提取测量点理论坐标值与计算法向矢量的方法,矢量计算采用微平面法。数据处理时,采用ICP算法进行配准消除了系统误差,从而得到叶片型面误差。开发了测量点坐标值与矢量计算以及配准程序。实例证明该方法可靠、有效。     

自由曲面轮廓度误差评定

在总结面轮廓度误差评定原则的基础上,提出了曲面轮廓度误差最小条件几何判定准则,即“三角形准则”和“交叉准则”。对曲面轮廓度误差最小条件评定算法进行了研究,首先特征点预定位,再用最小二乘原则粗匹配,最后通过最小条件原则精匹配,实现被测曲面与理论曲面之间的自适应调整。实例证明了几何判定准则的正确性和计算方法的可行性。     

不同刀具倾角下切削参数对TC4表面形貌影响规律研究

针对TC4钛合金曲面零件在精加工时因刀具倾角变化而导致表面形貌质量不稳定的问题,通过在20°,30°,40°,50°四个不同的刀具倾角下进行铣削试验,研究和分析不同刀具倾角下切削速度和每齿进给量对表面粗糙度和表面形貌的影响。结果表明：刀具倾角在20°～50°时,以v_c=55m/min的切削速度加工可稳定获得较好的表面质量;除了β=30°的试件表面外,其他试件中个别切削参数组合的加工表面出现垂直于加工刀痕的振动波纹,切削速度较大或每齿进给量较大时更易产生表面振动波纹,且切削速度越大,表面振动波纹频率越高;在试验的刀具倾角范围内,表面粗糙度随着切削速度的增加有减小的趋势,各刀具倾角下的减小程度不同,但当刀具倾角较大时,由于刀具振动加剧,加工表面质量反而下降,表面粗糙度值随着切削速度的增加而增大。     

汽轮机喷嘴环磨粒流抛光工艺参数优化

为解决大型汽轮机喷嘴环磨粒流抛光的工艺技术问题,研究了喷嘴环磨粒流抛光工艺,分析了抛光工艺因素对表面质量的影响。根据喷嘴环结构的特点,结合抛光压力损失规律,设计了喷嘴环磨粒流抛光专用夹具;利用ANSYS有限元软件对叶片进行压力载荷静态分析,确定了合理的磨粒流抛光压强范围;采用信噪比实验设计法对工艺参数进行分析,得出工艺参数对表面粗糙度的影响关系及最优抛光工艺参数。通过实验验证可知,喷嘴环表面质量得到显著提升,可满足喷嘴环抛光表面粗糙度小于0.4μm以及允许变形量小于0.1mm的图纸要求。     

基于叶片截面线CMM测量数据的ICP配准改进算法

快速、准确地对叶片进行测量是保证加工质量的关键。叶片三坐标测量机测量数据与理论数据之间的配准是数据处理的重要一步。针对传统迭代最近点(Iterative closest point,ICP)配准算法存在的配准精度低,提出一种基于叶片截面线三坐标测量机(Coordinate measuring machine,CMM)测量数据的ICP配准改进算法,将测量点到理论曲线的最小距离作为目标函数进行最近点的求解。首先,计算每一个测量点在理论点集中对应最近点,然后采用三次样条对该最近点及其附近理论点进行样条插值,最后计算测量点距离样条曲线最近点,并将此点作为求得的最近点。该方法在求得一个测量点在理论点集中对应最近点位置的同时,可顺次得到其他测量点在理论点集中的对应最近点,避免全遍历搜索计算。通过实例验证和对比,表明算法有效,精度较高。     

二维刀具半径补偿数控加工编程系统

本文针对常用的数控系统发那科、西门子、飞利浦研究二维刀具半径补偿数控程序自动编程系统。系统通过UG和AutoCAD输出加工轮廓和进、退刀路线信息，然后通过VC编写的程序处理并输出数控加工程序。该系统提高了编程效率，大大降低了人为因素造成的出错率。