多平台三维钣金激光切割过程仿真系统研究与开发

针对三维钣金件激光切割对于虚拟仿真的需求以及目前激光切割过程仿真系统的不足,以龙门式五轴机床、立式六轴机器人和倒置式六轴机器人切割平台为样本,研究并开发多平台三维钣金激光切割过程仿真系统,包括虚拟加工场景三维可视化、基于刀位点数据的机床运动学计算和激光切割工艺体现及加工代码输出。配置节点顺序,实现虚拟加工场景搭建;基于Nurbs曲面拟合非垂直侧壁切缝形貌,实现切割扫掠体对刀位点数据的映射;基于刀位点数据对激光头位姿矩阵进行求解,并建立D–H运动坐标系,实现机床运动学计算和机床运动仿真;建立切割工艺问题处理流程,实现切割工艺体现,包括切割工艺缺陷的体现、干涉碰撞的检测与处理、切割环间过渡轨迹的显示。最终输出对应平台可靠的加工代码。     

复合材料的切割

切割加工是复合材料制造工艺中一个重要环节。本文介绍了复合材料常用切割方法,对高压水切割、机械切割等切割方法的工艺参数进行了实验研究。从切口质量、切割效率、切割成本等方面对常用切割方法进行了对比,并分析了不同切割方法对材料的影响。     

预浸料厚坯超声切割工艺研究

 预浸料厚坯超声切割技术,具有无刀具磨损、加工速度快、加工精度高、无粉尘污染等优势,切割质量优异,在国外已得到了广泛应用,而国内目前仍处于初期研究阶段。本文以航空航天应用为主的碳纤维预浸料厚坯为实验材料,研究了切割温度、切割速度以及切割能量等切割工艺参数对切割质量的影响。研究结果表明,对于一定厚度的预浸料厚坯,最优的切割工艺参数组合:切割温度为5℃,切割速度为1.0 m/min,切割能量为8级。该研究方法与研究成果为超声切割技术在预浸料切割中的应用奠定了基础。     

自主创新快走丝多次切割

快走丝线切割机床是目前我国电加工行业的主导产品之一,是模具加工的重要设备,也是电加工机床出口创汇的主要品种.主要应用领域在模具制造业以及航天航空、军工、IT、家电、建材等行业.而要提高快走丝加工工艺指标的重要手段是多次切割.多次切割犹如常规金加工中通过粗加工、半精加工和精加工等多道工序去除加工余量,其加工工艺效果是不言而喻的.     

挠性接头电火花线切割加工工艺探索

为了提高挠性陀螺中挠性接头细颈加工精度,减小加工表面残余应力,提出了多次切割,控制线切割走丝轨迹等一系列工艺措施。     

高压水切割波音－777零件

高压水切割波音－７７７零件加砂水切割相当于高压水切割与磨粒流加工两者的综合，据说可节约９０％的工时，获得的零件表面不发热且平整光滑，也无边缘裂口，通常勿需再加工。加砂水切割工艺可有效地切割钛、硼、ＫＥＶＬＡＲ、Ｉｎｃｏｎｅｌ、碳环氧复合材料和超级合金...     

整体壳段典型特征高效模块化编程技术

整体壳段为航天产品核心零部件，具有结构复杂、尺寸精度高、材料去除率大、工艺过程复杂、加工周期长等特点。在壳段数控加工过程中，存在编程难度大、重复工作量大、效率低及编程质量与编程人员能力水平密切相关等问题。为了适应高效、高可靠性的任务需求，依托成熟商用CAM软件，通过对整体壳段典型特征的分析，基于UG NX软件平台研究并开发了典型特征自动化编程模块，有效提高了加工程序的质量稳定性，并极大降低了工艺人员的编程操作量，提高了工艺设计效率。     

激光技术在飞机结构损伤修理中的应用

激光加工技术在很大程度上适应了现代飞机抢修中对钛合金切割、钛合金焊接、复合材料切割的广泛需要。只要调整激光的功率密度和光斑移动速度就可以实现多种加工目的,是传统加工工艺所无法比拟的。它可以成为弥补传统抢修技术缺陷的首选先进抢修技术,也是大有发展前景的抢修技术。     

线切割粗精复合加工智能化脉冲电源的研制

为了解决高速走丝线切割加工中高的切割速度与低的加工表面粗糙度值不能同时兼顾的矛盾，本文首次提出了线切割粗精复合加工的概念，并研制成功了线切割粗精复合加工智能化高频脉冲电源。该电源设有工艺参数数据库，具有自选加工规范的功能。     

日本激光加工技术的新进展——赴日技术考察报告之三

本文综述了日本激光加工设备和工艺的进展情况,介绍了激光技术在焊接、切割、打孔、喷涂、表面处理等工艺方面的应用。     

CFRP定心内齿槽的加工

以CFRP复合构件为研究对象,采用横刃减小的成形刀片对复合构件孔内定心齿槽进行加工试验,分析刀片横刃大小与走刀路径对切削力的影响规律。结果表明:刀片横刃的减小有利于切削力的降低,但横刃减小到0.5 mm时,切削力减小的趋势变缓;采用横刃为0.5 mm的刀片沿着齿槽轮廓一次进给完成齿槽加工的走刀方式,其单齿加工时间较短、切削力较小、加工质量较好,该种齿槽加工方案较为合理。     

圆片刀超声切削Nomex蜂窝芯的切削力和表面质量研究

为了研究圆片刀加工参数对切削力和表面质量的影响,首先对圆片刀超声切削和普通切削的切削力进行了理论分析,在此基础上开展了圆片刀超声切削Nomex蜂窝芯试验,获得了进给速度、刀具转速和超声振幅对切削力的影响规律。进一步以蜂窝芯孔壁撕裂数量和长度作为加工表面质量的表征参数,定量研究了加工参数对于蜂窝芯表面质量的影响。试验结果表明:普通切削条件下,增大刀具转速和减小进给速度可以有效降低切削力;随着超声振幅的增大,切削力显著减小,相比普通切削,当超声振幅为35μm时,进给方向的切削力和刀具轴向的切削力分别减小53.1%和33.9%;切削力试验结果与理论分析结果一致。此外,Nomex蜂窝芯孔壁撕裂数量随着刀具转速的增大和进给速度的降低而减少,超声振动作用可以有效减少蜂窝芯孔壁撕裂的数量和长度。研究为圆片刀超声切削Nomex蜂窝芯的加工参数的选择提供参考。     

纤维方向角对超低温冷却石英纤维复合材料铣削性能的影响

石英增强聚酰亚胺树脂基复合材料是一种非均匀的各向异性材料,其加工性能高度依赖于纤维铺层方向与加工进给方向所成角度,即纤维方向角。本文通过一系列不同纤维方向角的干切削和超低温冷却铣削实验,研究了纤维方向角对表面形貌、表面粗糙度、铣削力及刀具磨损的影响。结果表明:不同纤维方向角,剪应力形式不同,切削断屑形式也不同。纤维方向角为锐角时铣削表面质量均良好,但当纤维方向角增大到90°时,切削表面质量下降,切削力变化幅度增大。相同铣削时间内,在干切削工况下,刀具磨损严重,涂层脱落面积约为测量面积的70%;而在低温切削工况下,涂层未遭到严重破坏,刀具仍处于稳定磨损阶段,刀具耐用度优于干切削工况。     

孔加工切削参数优化系统的研究与开发

针对孔加工过程中切削参数的合理选择,开发了切削参数优化系统,介绍了系统的结构、功能及系统开发的关键技术,最终在保证加工要求的前提下提高加工效率、降低成本。     

PCBN刀具切削高温合金切削力试验分析

近些年来,航空制造业的巨大进步推动了高温合金,特别是镍基高温合金的高速发展。高温合金材料的难加工问题是目前制造业的难点,其在切削过程中存在切削力大、切削温度高等现象,直接影响到工件加工表面质量和刀具使用寿命等,因此对切削力进行测量和分析是研究高温合金切削加工的有效途径。探究PCBN刀具切削高温合金切削力变化规律,首先阐述高温合金的材料特性及加工特点;其次设计并进行单因素和正交试验,探讨负倒棱对切削力的作用和影响规律,建立切削高温合金切削力预测模型;最后实现预测模型的优化,并与试验数据对比验证,为高温合金工艺参数优化起到参考和借鉴作用。     

太阳能硅片精密切割技术及其特性研究

本文在对当前太阳能硅片常见切割技术及其特性进行分析和比较的基础上,提出数控超声振动切割太阳能硅片技术,为太阳能硅片的精密切割提供一种新的实用的加工方法.     

钛合金螺旋铣孔孔径偏差研究

螺旋铣孔是航空航天领域新出现的制孔技术,其切削过程中会产生径向切削力,从而引起刀具变形并造成孔径偏差。针对该问题开展了钛合金螺旋铣孔孔径偏差试验,分析了包括进给方向在内的不同加工参数对孔径偏差的影响规律;基于螺旋铣孔运动学原理对不同进给方向下的材料去除过程和径向切削力方向进行了研究,分析了不同进给方向下的孔径偏差变化规律及形成原因,并设计切削力试验进行了验证;通过分析不同加工参数下的未变形切屑形状及径向切削力变化情况,研究了各加工参数对孔径变化趋势的影响规律。研究结果表明,当进给方向为顺时针时,刀具受背离孔心的径向切削力的作用向孔径外侧发生挠曲变形,导致所加工孔径大于理论孔径;当进给方向为逆时针时则相反。进给速度和导程的增加将加剧孔径偏差,切削速度的增加则会减弱孔径偏差。     

CFRP切削过程中的监测控制研究进展

CFRP加工过程的实时监测和控制是提升零件最终加工质量的重要手段。本文从加工过程物理仿真、数学模型及智能模型三方面总结了CFRP切削加工预测方法研究现状。同时,基于切削过程状态信息获取、特征信息提取以及监测模型构建等方面概述了刀具磨损和加工质量在线监测方法研究进展。在此基础上,探讨了关于在CFRP切削过程中切削力和振动的在线智能控制方法。最后针对以上几方面未来的研究趋势进行了分析和展望。     

计算机辅助切削数据采集与处理系统

 本计算机辅助切削数据采集与处理系统由AA6140普通车床,AppleⅡ微计算机,刀具磨损测量子系统,切削力测量子系统,切削温度测量子系统,车床主轴转速监控子系统以及其它一些传感器、仪表组成。在系统软件的支持下,可同时进行切削力,切削温度和刀具耐用度试验,还可以进行快速刀具耐用度试验。由于实现了计算机化,集成化的数据采集,处理、存贮和输出,试验效率成倍提高。同时由于消除了人为误差因素,试验数据也更为可靠。     

虚拟数控铣削加工几何仿真系统研究

数控加工仿真可以克服实物试切加工的弊端,为缩短产品开发周期、降低生产成本及提高企业的市场竞争力发挥重要作用。建立了几何仿真系统总体结构,对其中的几何仿真模块进行了深入研究,包括刀具实体建模、毛坯实体建模和刀具扫描体建模。并用计算机语言加以实现。利用本软件可以检查数控加工程序中的错误,以部分或者完全取消试切环节。