面向航空复杂薄壁零件智能加工的进化建模方法

航空复杂薄壁零件的材料加工性能差、加工过程的强时变性和多态性(工件的几何、动力学特性,刀具磨损状态在加工过程中变化剧烈)导致建模难度较大.为了提高航空复杂薄壁零件的加工精度,首先根据薄壁零件加工工艺,通过对加工时间进行离散,建立了零件加工过程4维多态模型.针对具体工序模型的演化过程,建立了几何演化模型、动力学演化模型以及刀具磨损演化模型,最后通过误差补偿进化模型建立了整个加工过程的闭环控制,通过迭代学习方法实现了非线性误差的建模.     

航空发动机模型参考自适应控制(MRAC)初探

航空发动机是一个非常复杂的多变量控制对象,参数变化范围非常大,因此选择合适的控制方法保证高性能的控制品质最优至关重要。目前的控制理论研究中,自适应技术的发展为发动机控制系统的设计提供了新的思路。采用基于李亚普诺夫稳定性理论设计模型参考自适应控制(Model Reference Adaptive Control),参照F100发动机设计数据设计参考模型,并根据发动机转速变化情况进行了数字仿真。     

高熔点难加工材料的电火花深孔加工

电火花加工具有非接触性加工和可以加工导电材料的优点。然而,电火花加工放电频率高、加工间隙小、电磁干扰强,加工过程的稳定性较差。电火花加工深盲孔时,随着加工的深入和排屑能力的降低,间隙中累积的加工屑会越来越多,再结合其加工过程稳定性差的缺点,非常容易出现不可逆拉弧烧伤工件表面,因此,限制了电火花加工深孔的能力。针对熔点高、难切削材料,比如钼钛锆合金,研究了超前两步控制策略的双变量自适应控制系统,根据拉弧率自适应实时调整其中一个变量抬刀周期,根据放电率自适应实时调整间隙伺服电压。验证试验表明:由双变量自适应控制的电火花加工模具钢Cr_(12)Mo V的加工深度较传统电火花加工的加工深度提高了3.7倍以上;加工熔点2640℃的核工业特制钼钛锆合金可以稳定加工到设定的93mm,此时加工速度没有发生改变,而传统电火花加工几乎不能加工。由此可以看出双变量自适应控制电火花加工的强大加工能力。     

高频窄脉冲电解加工叶片的多场耦合仿真研究

为了提高加工效率和缩短工艺试验周期,利用COMSOL Multiphysics软件,对叶片电解加工过程做多物理场耦合模拟.得出加工间隙内各参数的变化达到稳定状态下加工,加工间隙内的电导率的变化维持在动态平衡.间隙内电解液的气体浓度、流体流动速度和电流密度分布均匀,有效改善了阳极材料加工表面质量.优选出合适的加工参数对实际加工工艺试验更具有参考性.     

难加工材料的铣削和钻削加工

当前,减轻飞机重量这一目标正在促使航空航天工业采用越来越多的特种材料,如复合材料、钛合金和铬镍铁合金.相比普通材料,此类材料重量更轻、强度更高,但在加工方面,特别是铣削和钻削方面,它们各自拥有不同的加工难题.在铣削和钻削加工中,航空航天制造商通常使用整体硬质合金刀具或整体高速钢刀具.在此类加工过程中,制造商必须尽可能达到最高的质量水平——这往往通过密切地监控和维护工艺安全性来实现.虽然存在对零件成本的担忧,但在大多数情况下,生产完美的零件是优先考虑事项.     

基于切削力信号-几何信息-工艺信息的铣削加工刀具状态实时辨识

刀具状态的实时辨识对提高数控加工效率和质量、降低加工成本具有重要作用。对于单件小批量生产模式下的复杂零件,加工过程中的几何形状和切削参数不断变化,为刀具状态的准确辨识带来很大挑战。针对以上问题,提出了一种基于切削力信号-几何信息-工艺信息的铣削加工刀具状态辨识方法。采集加工过程中不同刀具状态的切削力信号,并对其做时域和时频分析,提取切削力信号的特征量,与加工工艺信息和零件几何信息相关联,建立输入向量,构建基于BP神经网络的刀具状态辨识模型并训练,在实际加工中通过神经网络模型实现刀具状态的实时辨识。经过试验验证,该方法可以基本满足铣削加工刀具状态的实时辨识。     

复杂结构件数控加工浮动装夹自适应控制方法

为了减小复杂结构件数控加工产生的变形,满足装夹自适应调整需求,基于浮动装夹加工原理提出了浮动装夹自适应控制方法,研究了基于CAN(Controller Area Network)总线的浮动装夹系统通信、零件受力和变形的监测与检测、基于OPC(OLE for Process Control)的机床状态监测、数控机床和夹具协同控制等关键技术,开发了浮动装夹自适应控制系统。此系统在航空制造企业进行了实际加工应用验证,能够实现装夹自适应调整,满足工业应用需求。     

MicroStream~磨粒流加工工艺

随着产品的不断精密化,人们对产品表面质量及功能性边缘的要求不断提高,传统的加工工艺已无法达到其精度要求。在加工过程中,工件的加工稳定性如同公差一样要尽量完美,并且有着同样程度的要求。采用磨粒流技术,不仅可以达到极高的公差要求,而且可以保持始终如一的稳定性,即重复精确性和加工稳定性。德国MicroStream¨Technolo-giesGmbH公司研制开发的独特的MicroStream¨磨粒流加工工艺是一种先进的表面处理技术,并获得了ISO9001∶2000认证。其最根本的优点是:可以通达零件复杂而难以进入的部位,使抛光表面均匀、完整,批量零件的加工效…     

薄壁零件数控加工工艺质量改进方法

 提出了通过数控加工前期的预防性仿真 (包括几何仿真与物理仿真 )分析与减小工件变形的数控工艺设计过程范式,将工件视为弹性体,模拟实际加工中的工艺约束,建立工艺模型,通过有限元分析检查变形引起的微观误差。并根据工艺成本代价,依次采取进给量局部调整、刀具路径修正、改进装夹方案、改进毛坯结构工艺性 4种策略,减小或消除加工变形误差,达到逐步改进工艺质量的目标。以某薄壁口框验证了通过预防性仿真改进工艺质量的有效性。     

双臂自适应夹具加工变形控制方法

在叶片加工过程中,由于叶片的薄壁和曲率多变特点,易受装夹、切削力和残余应力的影响而产生弯曲、扭转变形。针对该问题,本文提出了一种双臂自适应夹具加工变形控制方法,将加工过程中产生的变形逐层消除。首先,对叶片的变形成因进行分析;然后,通过对无应力装夹和加工应力释放原理进行研究,设计了一种可提供6个自由度的自适应装夹机构,并对该机构进行了工程设计和机构分析;最后,基于这种6自由度双臂自适应装夹机构,形成了本文提出的加工变形控制工艺,不需多次修复基准和更换机床,就可以逐层消除新产生的变形。实验结果表明,采用双臂夹具自适应加工变形控制方法,可以有效控制叶片加工过程中产生的变形,使叶片的轮廓误差降为原来的50%,提高了其加工精度。     

切削加工的发展趋势

从加工技术和机床技术两个方面介绍了切削加工领域的先进技术和发展趋势。描述了高速切削技术的现状,直线电机的应用,高效环保切削加工,机床的并联机构及相关的测量控制系统。     

复合加工技术

在全球机床制造和金属加工领域,复合加工技术正以强大的加工能力被不断发展与应用,并成为推动机床结构和制造工艺发展的一个新热点。本期论坛将邀请业内专家、设备供应商和航空航天业的用户共同探讨复合加工技术的应用及发展方向。     

复合加工技术

复合加工技术是未来机械加工的发展方向,近年车铣复合加工、铣车复合加工、切削-电加工复合加工方法得以快速发展,成为支持现代航空产品加工的重要手段,新型复合加工设备的不断推出,有力地支持了复合加工技术的发展和应用。     

普通数控加工与复合能量加工的完美结合

山东华云机电科技有限公司致力于打破国外机床巨头的技术壁垒,自2002年起,潜心近10年时间,在世界上成功研发出"豪克能PT"技术,到目前为止已拥有47项国家专利(其中发明专利12项),真正形成了专利技术保护壁垒. 本届展会上,华云机电将展出豪克能PT超极+数控车床,其主要优势有: (1)集精密车削和豪克能PT金属镜面加工于一体. (2)一次装夹即可加工出镜面级别的工件,表面粗糙度值可达Ra值0.2μm.     

车铣复合高效加工薄壁零件

随着装备制造技术的日益发展,数控机床在机械制造行业得到了广泛应用.相比传统的单刀架数控机床,车铣复合中心凭借双刀架、双主轴的结构优势,通过双刀架同时切削加工,能够提高加工效率、保证产品质量.本文将以加工零件A为例,阐述如何使用车铣复合中心高效加工薄壁零件. 零件A的加工特性 ·易变形:零件A为环形零件,单边只有18mm,该零件的毛坯为板材弯曲后焊接成形,从结构和毛坯工艺上分析,该零件在加工过程中易产生变形; ·难加工:该零件的材料为10#钢,因材料很软,在加工过程中不易断屑;     

超细晶硬质合金加工机理及加工性能

围绕超细晶硬质合金精密磨削加工、在线电解修整磨削加工、电火花加工、超声复合加工、激光复合加工等加工方法,系统综述了超细晶硬质合金的加工机理和加工性能,并展望了超细晶硬质合金高效精密加工未来的研究重点。     

超声微细加工工具制作与试验

通过合理利用多种放电加工方法制作超声微细加工的多种微小工具头,以此为基础进行多种硬脆材料的超声微细加工基础试验,获得良好的试验效果。     

复合加工技术

航空难加工材料的广泛应用给传统加工方法带来了严峻挑战,传统的去除材料机械加工方法难以满足工艺要求,复合加工技术不再局限于冷热加工方法的划分、去除材料方式的加工,在航空难加工材     

大型航空结构件数控加工装备与先进加工技术

本文从航空结构件的发展特点出发,结合国内外航空制造业现状,对大型飞机结构件的数控加工装备及数控加工技术进行探讨,论述了当前大型航空结构件数控加工装备的发展方向及先进数控加工技术.     

飞机结构件数控加工工序计算技术

近年来,智能制造已引起国内制造业广泛关注,成为学术界的研究热点.零件自动加工是智能制造的重要组成,也是智能制造的一项具体体现,数控加工自动编程是实现零件自动加工的关键.首先,立足于加工工程实际和本质重新梳理数控加工编程流程,提出自动编程技术思路并确立技术实施的核心和关键;然后,简述了当前数控加工自动编程相关关键技术的发展现状以及存在的问题;最后,基于当前的研究基础,指出自动编程技术的核心并预测了未来的发展趋势.