难加工材料精密孔高效珩磨技术研究进展

珩磨技术凭借加工精度高、材料去除率大的优势,广泛应用于精密孔加工.航空发动机广泛采用高温合金、钛合金、不锈钢等航空难加工材料,其难加工性降低了珩磨加工的材料去除及误差修正能力,限制了珩磨工艺在航空发动机精密孔加工中的进一步应用.为突破难加工材料珩磨工艺瓶颈,对难加工材料珩磨工艺特性进行分析,并以高效精密珩磨工艺及工具为切入点,归纳了航空难加工材料精密孔高效珩磨技术现状,并对其发展趋势进行了预测.     

精密阀套的珩磨加工

本文论述了精密阀套内孔珩磨加工的优点,阐明了阀套珩磨加工的主要工艺流程。推荐了一种新的交叉孔去毛刺方法,介绍了珩磨加工余量及珩磨油石的选择原则和珩磨行程、超程量的调整方法并明确了珩磨速度、珩磨压力的选择规范,通过实例论证了阀套内孔圆柱度的测量及修正方法。     

超精密阀套内孔的珩磨工艺研究

本文阐明了珩磨加工超精密阀套内孔的详细工艺流程,推荐使用一种全浮式珩磨夹具及精密珩磨头,通过加工实例给出了粗珩、半精珩、精珩及预孔加工的工艺参数,可有效地保证超精密阀套内孔圆柱度0.5μm的形状精度。     

半球型零件球面精密珩磨技术研究

作为精密加工技术之一,珩磨工艺往往用于内孔的光整加工.本文在分析球面研磨与珩磨加工特点的基础上,对球面精密珩磨加工技术进行深入研究,主要包括球面珩磨加工原理,珩磨头磨料选取和结构设计,球面珩磨速度参数对表面轨迹的影响,以及珩磨头压力对加工效果的影响研究.根据以上研究结果,对一批产品进行工艺试验,结果表明,采用球面珩磨技术加工出的零件能够满足产品的各项精度指标,同时加工效率较球面研磨提高3倍.     

珩磨和Sunnen珩磨机

一、珩磨的特点珩磨是一种主要用于加工内孔的磨削加工方法。珩磨加工时,珩磨头上的油石通过涨开机构压向工件孔壁,使油石和工件之间产生一定的面接触,同时,使油石和工件之间产生旋转和往复两种相对运动,由此对孔进行低速磨削。在大多数珩磨加工中,珩磨头和机床之间或珩磨头与工件夹具之间总有一个是浮动的。因此,在加工过程中,珩磨头以工件孔作导向。机床主轴与工件孔中心线的同轴度和主轴旋转精度对加工精度的影响较小。基于上述情况,珩磨加工具有以下一些特     

盲孔的珩磨及珩磨头设计

介绍了用于盲孔和半盲孔珩磨加工的一种珩磨头的结构设计及应用实例。珩磨是一种内孔精密加工的工艺方法。珩磨用工具在珩磨工艺中占有重要地位。主要的珩磨工具有主轴接头、珩磨夹具和珩磨头,而珩磨头在珩磨工艺中又起着关键的作用。     

键槽孔珩磨工具设计与工艺

简要介绍了珩磨键槽孔的工具设计及加工高精度键槽孔的方法。键槽孔是珩磨加工中的特殊问题,由键槽孔的特性可知,其轴向开有一条通槽并产生间断表面。设计这种珩磨工具必须采用截面为“Y”型的油石和较宽的导向条,如图1所示,这种珩磨工具是由珩杆体1 楔形推杆2 桥式油石座3“Y”型油石4 导向条5所组成。     

一种难加工材料深孔薄壁零件加工方法

通过分析某30CrMnSiNi2A深孔薄壁零件在加工过程中存在的问题基础上,采用了带涂层的深孔加工刀具拉镗拉铰加工内孔后,再进行珩磨,最后以轴向定位夹紧的方式加工外形的思路,该方法保证了零件加工精度,解决了该薄壁深孔零件的加工问题,完全满足生产实际需要.     

科苑撷英

电化学珩磨 即用阳极溶蚀和机械磨耗的作用来切除金属材料。材料的切除,主要是依靠电解质的溶蚀。尺寸精度和表面光洁度依靠珩磨条来保证。主要加工对象是导电的硬质材料,如在工具钢模具上加工盲孔及硬度在RC62以上的合金钢齿轮导。电化学珩磨的效率比常规珩磨高325倍,比内圆磨削高4倍。     

航空发动机制造中珩磨技术应用

现代航空发动机上装备了多种液压装置,如燃油供应和调节装置、转速控制装置、各种集合通道面积的控制装置等。由于液压装置在生产和使用的继承性方面的优势,其未来仍将在航空发动机上起重要作用。即使全电子控制系统在发动机上得到发展,基本的液压装置部分,如燃油的输送和燃油量的控制机构,各种执行机构,以及应急、安全装置等,仍将是不可缺少的。阀芯阀套组件是发动机中最关键的摩擦副之一,它直接影响发动机的使用寿命和性能。一般来讲,阀套孔表面的抗磨性能与内孔表面粗糙度、阀芯阀套配合间隙、阀套孔表面材料硬度以及表面的润滑状况4个因素有关。现行的航空内阀套孔表面一般加工工序为精镗—热处理—磨内孔—研磨。经过这些工序之后,阀套孔表面粗糙度可达到Ra0.1μm以上,尺寸精度可达5级或6级以上,基本能满足其表面粗糙度的要求和阀芯阀套的配合精度要求,但研磨手工加工质量不稳定,效率低下的弊端随着制造业的不断发展越发明显,而精密珩磨加工正逐步发展并取代手工研磨。     

Characterization and life prediction of single-pass honing tool for fuel injection nozzle

Single-pass honing is an important machining method for finish machining of holes, which can meet the requirement for high efficiency and consistency of holes. Characterization and life prediction of single-pass honing tool are necessary to improve the machining accuracy of holes honed, especially dimension accuracy. Single-pass honing tool is a single layer abrasive tool with fixed dimension, which still remains problematic for characterization and life prediction. For fuel injection nozzles with bore diameter under 1 mm, the stiffness of the single-pass honing tool is poor. This article presents a novel analytical model that predicts life of the tool with poor stiffness. Firstly, according to the bore diameter and dimension tolerance, the single-pass honing tool is designed and manufactured. Based on the prepared single-pass honing tool, the measurement and characterization methods are established. Furthermore, the tool wear tests are carried out, and the tool contour evolution model is established to predict the tool life.     

基于遗传算法和ARMA模型的航空发电机寿命预测

针对航空发电机剩余使用寿命难以准确预测的问题,提出一种基于遗传算法(GA)优化的自回归与移动平均(ARMA)模型.运用航空发电机寿命专用试验平台,对某型航空发电机寿命进行长期试验,获取该航空发电机寿命相关数据.深入分析寿命试验数据,并对其建立ARMA模型.在此基础上,采用遗传算法对ARMA模型的阶数进行优化,分别采用A...     

基于仿真分析的压铆力预测模型

铆接是飞机结构机械连接的主要方式,压铆力作为影响铆接质量的重要因素,传统的计算方法通常是建立在体积不变的假设之上,且不考虑钉杆材料被压入钉孔部分的体积,导致模型误差较大。为此,依据仿真分析结果和铆钉材料的流动趋势,引入体积缩减系数来描述钉杆被压入钉孔部分的体积,建立压铆力预测模型,并与已有的试验数据进行对比,结果表明计算值与试验值的一致性较好,该模型可以用来预测铆接过程中压铆力的大小。     

一种解决经验模态分解端点效应的边界延拓法

用于电子设备或系统辐射发射趋势预测的数据大多呈现非线性、样本量小的特点,这大大增加了预测建模的难度,而经验模态分解(EMD)可以将非线性、非平稳的数据分解成若干个呈现一定周期性的本征模态函数(IMF),并且EMD具有完备性和正交性,可通过分别对分解得到的IMF分量建模,从而完成对原始数据的建模。但EMD被端点效应问题所困扰,为了提高EMD的分解精度,针对分解过程中的端点效应问题,以及辐射发射趋势预测的时间序列数据样本量小的特点,利用建立灰色均值GM(1,1)预测模型所需数据量小的优点,提出了一种基于灰色均值GM(1,1)预测模型的边界延拓方法,在原始数据两端各拓展一个极大值和一个极小值,对原始数据进行边界延拓,从而抑制EMD的端点效应。仿真对比结果表明:该方法在分解层数和平均相对误差方面均优于未经延拓处理的EMD,且对数据样本量要求不高。     

基于自适应模拟退火算法的航空电磁阀优化研究

电磁阀是组成航空发动机数字电子控制系统的重要部件,其响应的快速性是制约航空发动机数字电子控制系统性能的重要因素。根据某型航空电磁阀的设计原理构建了一种电磁阀数学模型,并使用设计参数及实际的试验、试车数据对所建成的航空电磁阀数学模型进行了验证。验证结果显示,所设计的电磁阀数学模型具有较高的动静态的精度,在此基础上,设计了一种基于自适应模拟退火算法的航空电磁阀优化方法,并对电磁阀的线圈匝数、阀芯质量、工作气隙的宽度和模型管直径等4个重要参数进行了优化。研究结果证实,相比于原设计方案,参数优化后的电磁阀开启响应时间缩短了50%,关闭响应时间缩短了45.4%。     

基于CDM的复合材料缺口强度三维数值仿真模型

层合板受载时在缺口尖端出现的沿纤维方向的基体开裂会使缺口钝化,降低缺口带来的应力集中影响。为了更好地模拟这一现象,建立基于CDM的三维有限元模型,提出一种可以实现层合板中每层网格不同排列的建模方法,使网格边缘与每层纤维方向一致;为了实现每层网格不同的排列,在层间建立内聚力接触模拟分层损伤;对纤维增强复合材料层合板[0/902/0]S和[0/90/±45]S进行开孔拉伸的渐进损伤分析。结果表明:该模型可以模拟不同材料体系和铺层参数的层合板在拉伸载荷作用下的渐进损伤过程,预测其破坏强度;通过已知的试验结果对模型进行验证,证明了该方法的正确性且预测精度较高。     

基于滑动时窗策略自适应优化支持向量机的航空发动机性能参数在线预测

针对传统航空发动机性能参数时间序列预测方法存在的不足,提出了基于滑动时窗策略自适应优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)在线预测模型。该方法解决了训练样本动态适应性差的特点和老旧数据信息影响预测模型精度的问题。在该方法中,滑动时窗策略实时更新时窗数据训练样本,最终误差预报准则(Final Prediction Error,FPE)自适应地确定嵌入维数,遗传算法(Genetic Algorithm,GA)则实时自适应优化SVM建模参数。应用航空发动机排气温度偏差值(Delta Exhaust Gas Temperature,DEGT)数据进行实例验证,结果表明基于滑动时窗策略的自适应GA优化的SVM (GASVM)在线预测模型比传统的GASVM预测模型预测精度有显著提高。进一步分析了预测模型不同时窗宽度对短期预测精度的影响,展示了1步～10步预测的效果,结果表明在线预测模型在不同时窗宽度下短中期(5步以内)预测效果良好且稳定。文中提出的在线预测模型可用于航空发动机性能参数的预测,实现对航空发动机未来性能变化的预警。     

制孔工艺对紧固孔疲劳性能的影响

分别在传统制孔工艺和Winslow制孔工艺下,对7050T7351铝合金材料的双犬骨连接件疲劳试验结果进行对比与可靠性分析;基于当量初始裂纹（EIFS）理论和符合性判据,计算不同制孔工艺下的原始疲劳质量;采用体视显微镜和扫描电镜对疲劳断口进行分析;对Winslow制孔工艺强化机理进行了定性的探讨。研究表明：改进工艺后,紧固孔的疲劳寿命均有所提高,分散性降低,疲劳强度增加;紧固孔的当量初始裂纹小于0．125mm,符合抗疲劳耐久性设计的要求;裂纹形核的位置不变,裂纹扩展区疲劳条带变窄。     

国产民用运输类飞机障碍物限重计算模型优化研究

航空公司使用多年的某国产民用飞机性能软件,在障碍物限重计算准确性方面虽能获得较满意的结果,但计算时间较长。分析该软件所用计算模型计算效率较低的原因,通过对比采用最小改平高和采用最大改平高两种模型的计算结果和计算效率,建立优化模型,计算不同障碍物、不同风速条件下,优化模型与原模型的障碍物限重、改平高度和计算时间,并进行比较分析。结果表明：两种模型的障碍物限重和改平高度计算结果基本相同;无障碍物时,不论有风无风,采用最小改平高的优化模型相对采用最大改平高的原模型均可减少计算时间25%;有障碍物时,无风情况下,采用最小改平高的优化模型可减少计算时间78% 以上,有风时,则可减少计算时间75% 以上。采用最小改平高的模型可以兼顾准确性和高效性。