整体叶盘电解扫掠成形精度分析及误差补偿

为了提高叶片电解加工精度,分析了过去电解加工叶片加工误差产生的原因,由此推导出机床运动、加工编程、对刀间隙产生的叶片加工误差的计算公式;利用计算机模拟技术对整体叶盘的加工过程进行数值模拟,获取叶片因电解加工过切产生的加工误差分布,其误差随着叶片的扭转角度增加而增大;在此基础上对叶片的加工工艺进行改进,提出了分步法叶片电解加工工艺,在加工中针对叶背加工误差来源采取了不同的补偿措施.试验结果表明,采用分步法加工及补偿措施对叶背加工精度进行补偿,叶背加工误差被控制在0.1mm内,叶根采取单独加工,消除了叶根过切.分步法加工工艺与误差补偿措施的运用可显著提高叶片的加工精度,满足叶片电解加工工序的精度要求.     

大型旋转曲面智能精密磨削原理与系统设计

摘要： 分析了球面、非球面等大型二次旋转曲面精密磨削原理,提出了一种只需2个直线运动和1个摆动运动就可以实现球面、非球面等大型二次旋转曲面精密磨削加工的方法.在此基础上,提出了一种基于法线跟踪的面形精度在位实时检测方法,并设计了大型旋转曲面智能精密磨削系统.结果表明,采用所提出的方法能够使砂轮主轴旋转中心线与二次曲线上磨削点的法线重合,从而提高磨削精度和磨削效率.     

风电叶片叶根端面孔的高效辅助钻孔工装设计

为了解决风电叶片端面制孔工装存在效率低、精度差、适应范围窄等问题,基于机械专业知识,使用三维制图软件设计了一种风电叶片叶根端面孔高效辅助钻孔工装,包括行走装置、升降装置、定位装置、伸缩装置和旋转装置.选取对叶根端面孔加工精度影响最大的持刀杆进行有限元仿真分析.结果表明:该工装具有多孔同步精准加工、不同叶根端面尺寸的高适应性加工、手动和辅助自动一体加工以及生产现场灵活移动的在位钻孔加工等优点,当伸缩杆的伸长率低于87%时,该工装能实现精确辅助制孔加工.     

变曲率飞机壁板钻铆执行机器人的设计与仿真

自动钻铆执行机器人设计结构由末端执行器和多关节旋转机械臂组成.末端执行器通过转台结构的分度摆动实现不同执行部件工位的转换.末端执行器通过与旋转关节机械臂的协同作用,实现柔性自动化加工装配.用MATLAB软件仿真得到该机械臂的运动空间轨迹,再通过ADAMS软件仿真检验旋转机械臂的运动空间特性,满足变曲率壁板生产的需要.     

螺杆转子磨削及计算机数控砂轮修整

为了实现异形螺杆转子在数控螺杆转子磨床SK7032的磨削加工,并对螺杆转子的磨削精度进行评测,提出了一种分段的计算机数控(CNC)砂轮修整方法和确定分段间隔的方法。依据砂轮回转面与被磨削螺杆转子螺旋面的相切条件,推导了二者的空间接触线方程,用接触线方程计算了磨削螺杆转子所需的砂轮截型。采用不同的安装角和中心距对同一螺杆转子型线所对应的砂轮截型进行计算,计算结果对比表明,安装角是机床的敏感参数,中心距变化1mm引起的砂轮截形误差小于1μm。由此也得到了分段CNC砂轮修整方法所对应的合理分段计算间隔,即相邻两次计算砂轮截型的中心距差值应小于1mm。将某型螺杆空压机的阴转子在SK7032转子磨床上进行磨削,磨削后的转子型线检测结果显示:与理论型线相比,采用分段的CNC砂轮修整方法磨削后的型线误差在±10μm以内。该研究可为SK7032数控螺杆转子磨床的功能实现和螺杆转子的磨削提供参考。     

基于交流异步电机驱动磨床进给位移的自学习控制

提出了一种利用PC机对普通磨床进行数控改造的方案,并设计了基于PC的控制系统,该系统利用PC机控制交流异步电机实现对普通磨床进给机构进给量的控制,并且采用自学习控制原理和变速度、变加速度位移指令生成方法,因此可使磨削加工实现快速进给,慢速切入,从而减小了目标点处惯性对加工精度的影响·该系统可实现一般精度要求零件的自动磨削加工·     

基于机器视觉的数控精密磨削加工在线检测系统

针对目前数控精密磨削检测效率低的问题,构建了基于机器视觉的数控精密磨削加工在线检测系统.通过工业CCD相机在线采集被加工工件图像,经去噪、复原等预处理后,提取工件图像的轮廓曲线数据,并实时与设计轮廓曲线进行比较,得到加工轮廓误差,在此基础上,引导工作台进行自动在线补偿,实现工件轮廓精密磨削.实验结果表明,采用该系统能够有效地提高精密磨削加工检测的精度和自动化程度.     

水轮机活动导叶修复时的平面磨削系统研究

针对水轮机活动导叶的堆焊修复 ,研制了 PLC控制的平面磨削系统 ,代替了传统的手工磨削 ,使磨削精度及质量有了一个质的飞跃 ,实现了导叶平面磨削的自动化 .通过砂轮切削力与驱动电机电流的固有关系 ,在实时检测系统与控制系统的作用下 ,使砂轮驱动力工作在一定范围内 ,解决了砂轮磨损的自动补偿问题和在磨削过程中遇到突起高点时切削阻力激剧增大而造成的堵转或砂轮崩裂问题 .     

嵌件的自动化生产线设计

针对传统嵌件间歇分段式生产方式的缺点,基于复合加工技术对其加工工序进行优化整合,并以液压自动车床为原型,设计相应的加工设备以实现自动化控制,且通过设备间设计相应的上下料装置、结合传送系统实现加工过程物料的有序传输,利用液压+电气+PLC复合控制系统对各设备进行集中控制,从而实现PPR嵌件的全自动化生产。     

面向信息集成控制的多工序柔性自动加工系统设计及实现

柔性自动化制造技术包括对制造全过程的组织、规划、运作、管理、协调与控制.根据柔性自动制造过程中多工序加工的需求,构建了一个支持多工序柔性自动加工、检测及其物流输送系统.基于搬运机器人和柔性自动精确定位夹具,实现不同工序、不同工作地的不同工件的自动输送与精确定位;采用射频识别技术,监测与识别物流及系统工作效果;基于模块化设计方法研制的系统监控软件、多目标优化生产调度软件,可实现对多工序柔性自动加工过程的监测、信息共享与集成控制.     

转子叶片外径组合加工方法研究

航空发动机是一种特殊的高科技产品,航空动力技术已经成为一个国家科技水平的重要标识之一。发动机的四大转子叶片外径要求在组合状态下进行加工,且要求在工作状态下进行,即转子高速旋转叶片完全甩开的情况下得到叶片外径尺寸。传统的加工方法采用外圆磨床或普通车床改制的磨床,利用模拟盘螺栓顶紧叶片底面或在叶片底面塞塞片的方法将叶片固定到工作位置的方法来模拟叶片甩开的状态。本文主要从叶片的不同结构出发,总结其叶片外径的加工方法,重点针对叶片与轮盘底面间隙较大的叶片外径加工方法进行创新,设计一种涨紧装置将转子叶片涨紧以模拟叶片的工作状态。此种涨具应用于各类转子叶片的外径加工,可作为一种通用的工装工具加以推广。     

刀剪空间端面磨削的运动控制方法

为实现复杂、异形刀剪的端面磨削,提出了一种空间端面磨削多轴联动控制方法.根据端面磨削的工艺特点与卧式端面磨床的结构特点,建立了砂轮径向进给量、轴向进给量、旋转角度等加工参数与工件顶面磨削量、底面磨削量、磨削宽度等工艺参数间的函数关系,并结合端面的投影规律实现了一个旋转轴与两个平动轴的三轴联动控制.基于所提控制方法开发了数控系统,该系统支持二维图形与参数混合编程.利用该系统开发了数控端面磨床样机,并进行了磨削实验.结果表明,该磨床能够磨削多种刀剪产品,加工效率与质量优于液压式端面磨床.     

三轴进给的叶片电解加工

为了消除多工序、多次定位对叶片电解加工精度的不利影响，自行研制开发了三轴进给的叶片电解加工系统及其控制系统软件．该加工系统不仅可以实现叶身全方位一次电解成型，而且可按照优化的角度进行电解加工．同时从理论上推导了叶片装夹角和阴极进给角与电解加工精度的关系，提出了二次判优准则．在Unigraph软件平台上，对某型航空发动机叶片进行实体造型，并以叶片的实体造型为研究对象，结合二次判优准则及自行开发的判优软件，对叶片装夹角和阴极进给角进行优化，优化结果符合实际加工情况．     

磨削抛光机器人进给机构的优化设计

针对普通机械式磨削抛光设备表面加工质量不高、形位精度差、效率低、自动化程度不高的现状,设计了新型柔性机器人磨削抛光系统,重点对抛光轮进给机构进行了优化设计,从而解决了刀具分布复杂的问题。实践证明该机构轻便、灵活、结构紧凑,提高了设备的精度和效率。     

一种基圆差动式展成磨齿机及其数控系统设计

针对现有磨齿机存在传动链复杂、齿轮磨削加工精度低等实际问题,设计了一种新的高精度基圆差动式展成磨齿机.其核心内容是通过在工件主轴上设置一个附加旋转运动和工作台直线运动伺服驱动环节,来实现齿轮的高精度展成磨削,并利用工业控制计算机开发了该机床的数控系统及控制过程.实践证明,由此构成的数控磨齿机传动链简单、加工精度高、机床成本低,具有一定的实用价值.     

基于驻留时间控制的压气机叶片前缘砂带磨削研究

提出了一种面向叶片前缘廓形精准控制的机器人砂带磨削加工方法. 以轴流压气机叶片为研究对象,结合半赫兹接触理论和有限元仿真获取了柔性磨具和叶片前缘的接触区域内的应力分布,基于Preston方程求解材料去除函数. 遍历刀位点对控制点的磨削深度,建立全局材料去除矩阵,搭建驻留时间求解非线性方程组. 采用带有阻尼因子的Tikhonov正则化消除大型稀疏病态矩阵对求解精度波动的影响,将所求驻留时间转换为对应刀位点的进给速度,生成机器人加工代码. 磨削试验结果表明,基于驻留时间控制的机器人砂带磨削方法能够实现给定允差范围内叶片前缘廓形的精准加工,型面误差可以控制在0.02 mm以内.     

曲线磨削无干涉的近似法向跟踪算法

针对法向跟踪曲线磨削加工中砂轮与工件的干涉问题,提出了自动避开干涉的近似法向跟踪磨削算法,并对其进行数学建模.同时,结合生产实例,在数控曲线磨床上进行了实验验证.结果表明,所提出的算法能够实现基于最佳法向跟踪角的法向跟踪曲线磨削,可以找到磨削加工中工件曲线轮廓的干涉点,并且计算出砂轮避开干涉的最佳法向跟踪角和工作台旋转角度,从而实现对任意复杂曲线轮廓的磨削加工.     

多源多工序加工过程波动扩散网络建模与波动源辨识

为研究多源多工序加工过程波动扩散的特点,针对多源多工序加工过程质量演变规律的多源性与非线性,基于对加工过程波动传递原理的分析,构建以波动贡献度为基础的网络加权方法。利用复杂网络建模理论,建立面向多源多工序加工过程的波动扩散加权网络模型,通过采用网络特性分析手段和加权半局部中心性节点重要度排序算法,实现网络关键节点识别,提出基于广度优先搜索(BFS)策略的波动扩散路径搜索方法,实现针对关键节点的波动源辨识。最后,以汽轮机叶片加工过程为研究对象,对叶片加工质量波动扩散过程进行建模分析,通过分析得到粗铣叶根进汽侧平面、重打顶针孔、精铣叶根型线、粗铣叶根下平面等关键加工工序,其中以重打顶针孔工序为例,进行基于BFS算法的波动扩散路径的求解,搜索结果显示钻床、钻头设备的状态波动水平以及磨叶根出汽侧平面定位基准的加工精度对该工序加工质量将产生直接显著的影响,属于需要重点监控的质量波动源,同时对通过波动扩散路径进行波动传递的其他重要波动源也需要进行质量控制,将有助于进一步提升关键特征——顶针孔特征的加工质量。以上分析辨识的重要波动源和扩散路径符合实际加工过程和工况,表明波动源辨识方案的有效性。     

浅谈汽轮机通流间隙调整的修配新工艺

本文介绍了梅县电厂#5机组在大修中针对部分隔板通流间隙超标,采取了车削转子叶片围带及叶根处汽封的调整方式,并且利用新设备实现不在汽缸本体上对转子叶片汽封进行车削加工,一改传统必须在汽缸体中车削修配加工的方法,不但不影响其它工作的开展,而且提高了工作效率为机组早日安全启动创造了条件.     

叶顶凹槽对燃气透平动叶气动性能及叶顶传热的影响

应用数值方法研究了燃气透平动叶项部凹槽对动叶气动性能及叶顶传热的影响.采用商用计算流体力学软件CFX5.7求解稳态可压时均N-S方程组,湍流模型采用标准k-ù叫湍流模型,总体求解精度为二阶.计算叶型为一个典型现代燃气透平动叶片,叶顶凹槽深度取3%叶高,考虑了5种不同叶顶间隙的影响.结果表明:在凹槽内存在复杂的流动结构,相对平叶顶动叶,凹槽能够显著降低叶项的泄漏流量,减小泄漏损失,尤其在大间隙时更为明显;在小间隙时采用凹槽叶顶可以降低叶顶热负荷,而在大间隙时,凹槽叶顶的热负荷反而高于平叶顶的热负荷.