大型薄壁环形件喷丸后尺寸超差的补偿方法

本文就大直径环形薄壁零件的加工工艺进行了简要分析，着重分析了成品零件在喷丸后产生变形，造成尺寸超差的原因，提出了修正尺寸超差的方法。     

基于有限元的超精密空气静压主轴最佳综合刚度设计

超精密空气主轴的刚度是超精密主轴的一个非常重要的指标,轴承的结构形式、气膜结构参数均对刚度指标有影响.本文通过工程计算得到气膜刚度等参数后,在特定空间尺寸和重量的限制条件下,基于有限元进行Nanosys-600F五轴超精密机床的气浮主轴(C轴)机械结构设计,通过多次分析,得到了气浮主轴(C轴)最佳综合刚度结构参数.     

辊筒模具超精密加工机床液体静压导轨热变形分析

为了提高辊筒模具光学微结构的加工精度,本文对辊筒模具超精密加工机床的直线导轨系统进行了热变形分析。首先,根据液体静压导轨的结构特点提出了有限元分析中的油膜等效替代方法,建立了有限元分析模型。其次,应用有限元软件对机床直线导轨系统进行了热-结构耦合分析,得到了其直线导轨系统热变形误差,并给出了改善辊筒模具加工机床光学微结构加工精度的方法。最后,通过微结构刨削加工实验对有限元分析结果进行了验证。     

高缠绕叶轮流道4+1轴高效分段开槽方法

高缠绕叶轮流道的高效粗加工是提高整个叶轮加工效率和缩短生产周期的关键。针对高缠绕叶轮流道的粗加工,提出了一种4+1轴高效分段开槽方法。首先,给出了分段开槽加工方法的基本概念,并分析了高缠绕叶轮流道加工特点;然后,结合机床结构特征,给出了五轴机床在主轴摆角固定为常值时切削点处单点最大刀具尺寸的计算方法;基于各切削点加工特征参数的分析,采用聚类算法进行了叶轮流道加工分段区域的划分;最后,确定了各分段区域的可加工刀具尺寸和4+1形式的刀轴矢量。算例分析表明,提出的4+1轴分段开槽方法得到的开槽轨迹旋转轴变化均匀,材料去除量较传统开槽方法增加了32.5%,改善了切削过程稳定性,提高了叶轮的粗加工效率。     

多曲面岛屿五轴螺旋刀位轨迹规划

针对复杂拓扑关系的多曲面岛屿加工,以叶片阻尼台为研究对象,提出基于清根刀心轨迹的五轴球头刀螺旋刀位轨迹生成算法。首先建立局部坐标系,定义并确定中轴线,然后按层逐点创建投影射线,利用实体求交构造初始刀心螺旋轨迹;通过变步长迭代算法修正,使得刀心点距实体最短距离在加工精度范围内等于刀具半径。最后根据实体结构控制刀轴矢量,规划出无干涉的螺旋刀位轨迹。算例表明,本文算法统一了阻尼台加工与清根加工,避免了复杂偏置曲面片的构造,保证在加工过程中没有冗余进退刀的同时刀具不会过切叶身曲面,实现了阻尼台多曲面岛屿五轴球头刀高效精密加工。     

基于5+1轴的增减材混合加工验证平台设计与研制

叶轮、整体叶盘等航空发动机结构件的外形复杂、精度要求高,对传统加工方法提出了很大的挑战。增减材混合加工融合增材加工和减材加工的优势,是解决复杂结构零件加工的一种有效手段。为了验证混合加工工艺规划算法的可行性,搭建了基于5+1轴的增减材混合加工算法验证平台,以小型雕刻机为基体,以X、Y、Z为3个平动轴,以B、C摇篮摆为转动轴,实现五轴联动,附加一轴控制挤出机喷嘴送料,设计了机械装置。使用导轨机构将3D打印挤出机与雕刻机加工主轴集成为一体,减少了混合加工增减材加工操作切换时间,提高了混合加工效率,并使用Mach3六轴数控系统控制各轴运动,可完成增减材混合加工过程,实现了对混合加工工艺规划算法的验证。     

双层多支板流道组合件变形控制

双层多支板流道组合件是薄壁焊接机匣,与涡轮后机匣和外支撑环组合件连接,是低压涡轮部件上的重要连接、承力件.该件焊缝密集,结构刚性差,安装边连接孔和篦齿环槽口位置度、尺寸精度高,加工难度大.采用多种工艺措施控制焊接变形,增加辅助支撑减小加工变形,综合运用筒体胀形、焊接、激光切孔、机械加工等加工工艺,实现了薄壁双层多支板流道组合件制造.     

A35精密数控电火花成形机床的特点与新应用

A35精密数控电火花成形机床采用进口超精密级(SP)直线导轨、研磨级(C2)滚珠丝杆,床身、立柱等基础铸件经过3年以上时效处理,机床几何精度及动态精度保证在5μm以下.其机床床身、立柱等基础结构件的设计借鉴了德国与日本的结构优点,并经过计算机受力与热变形分析、模态分析,反复优化改进而来;在装配过程中采用费时、费料的工艺路线,预留了更多的精度储备量,保障了机床的精度稳定性在10年以上. 电源搭载专业级智能专家库,自动生成加工代码,按用户要求最优化加工,终身免费升级专家库,今天的放电条件可以在5年以后获得同样的加工精度.脉冲电源配置0.1A微细加工回路、低损耗回路、大面积镜面加工回路等.机床精度补偿能力提高5倍,全部加工条件具有直接修改菜单,用户可自定义、自编程序快捷菜单.数控系统预留了第四轴、第五轴电器接口,配上高精度的C轴、B轴时就可实现航空、航天复杂零件五轴五联动加工的特殊要求;同时还预留自了动电极交换系统电器接口,以满足未来扩展需求.新的软件操作界面使操作更方便、效率更高.     

埃马克数控精密电解(PECM)——航空发动机创新制造技术不可或缺的一部分

<正>优质高效与低成本的加工方法是世界各航太制造强国追求的目标,特别是对于难加工材料以及复杂的结构,加工方法的选择更成为了实现设计目标的保障。相比传统机械切削工艺以及电火花加工的工艺本身局限性,如所加工工件的切削残余应力变形问题,加工中产生的温度对材料的微观结构造成负面影响且刀具费用高。埃马克推出的多轴联动数控精密电解机床已被航空发动机制造商针对高温合金、钛合金、钛铝合金的发动机主要部件加工采用,诸如整体叶盘Blisk等复杂3D曲面工件加工提供了最佳工艺解决方案。既     

航空发动机火焰筒群孔电火花加工技术

针对火焰筒群孔的结构特点,提出了火焰筒群孔成组电极电火花加工方法。通过成组电极设计、工艺参数选择和电极损耗补偿等关键技术研究,解决了具有干涉结构火焰筒群孔的加工难题。     

基于装夹工艺的薄壁蒙皮镜像铣质量提升研究

镜像铣工艺主要用于飞机蒙皮零件下陷区及轮廓、孔的铣切。目前国内镜像铣设备采取的装夹方式对于大尺寸弱刚性薄壁蒙皮的变形和振颤抑制能力有限,导致蒙皮的厚度加工质量不理想。文章立足于大尺寸薄壁蒙皮镜像铣加工试验,进行应力应变分析,提出辅助工艺措施并进行验证,对产品的质量提升效果较为明显,可以为同类型产品的镜像铣加工及试验提供部分参考。     

石英摆片激光切割技术研究

针对激光切割技术在典型石英结构——加速度计摆片加工成形中的应用,探讨了激光与石英材料的作用机理,进行了激光切割成形以及消应力试验。在此基础上详细分析了激光切割工艺参数和后处理对石英摆片成形质量的影响,对精密石英结构的制造具有普遍的意义。     

环形轨道制孔系统定位方法分析

介绍了一种新型柔性便携式多轴数控制孔设备——环形轨道制孔系统,用于解决机身对接段环形区域自动化制孔问题。对该设备的主要结构及功能做了说明;利用ABAQUS软件建立了整机的有限元模型,通过有限元仿真计算得到了保证整个系统稳定定位安装所需支撑脚提供的预紧力;对设备的关键承载及导向部件——环形轨道在静载时的变形进行了仿真分析。根据有限元分析计算结果,提出了一种改善结构受力、减小环形轨道变形、提高制孔精度的定位安装方案;随后,对有限元模型进行了模态分析,考察了整机的动态特性;最后,应用工程样机进行了制孔试验,验证了环形轨道制孔系统的实际加工效果。     

复杂曲面零件五轴加工刀轴整体优化方法

 针对复杂曲面零件五轴加工中刀轴矢量变化剧烈、严重影响工件表面加工质量的问题,提出一种基于临界约束的五轴刀轴矢量整体优化方法。首先,构造了给定切触点处所有可行摆刀平面,并在摆刀平面内根据临界约束计算出临界刀轴矢量,在获得临界刀轴矢量的基础上,对其进行平面映射,建立了刀轴摆动的初始可行域;其次,通过对初始可行域进行均匀离散,根据离散点之间相对位置关系构造邻接矩阵,并结合最短路径搜索算法获得了初始参考刀轴,从而构造了新的刀轴摆动可行域;最后,建立当前切削行内无干涉且相邻刀轴变化最小的刀轴矢量优化模型,实现自由曲面五轴加工无干涉刀轴矢量的光滑控制。两种自由曲面叶轮的加工算例分析表明,采用本文方法获得的刀轴矢量可以明显改善机床的运动性能,避免了刀具干涉的产生,可提高复杂曲面零件的加工质量与效率。     

整体叶盘叶片加工变形控制技术研究

针对五坐标加工中心(MIKRON UCP1350)采用五轴联动方式加工整体叶盘时叶片和刀具受力变形较大的问题,从加工整体叶盘叶片的工艺特点着手,结合传统切削力理论公式计算和加工时叶片的有限元分析,对加工变形控制展开研究.在初步确定切削参数值后,经过试件实际试加工,修正切削参数值使加工后叶片既满足叶型面变形在公差允许范围...     

振动筒及其制造技术

本文在阐述振动筒压力传感器的作用和工作原理的基础上,着重分析了传感器的敏感元件,即薄壁振动筒的物理因素和几何因素对传感器性能的影响。介绍了振动筒的现有制造工艺及其缺点和限制,最后归纳了在制造振动筒过程中的三个主要技术难关。提出采用超精密加工的手段和特殊加工的方法来解决振动筒制造技术的设想。     

基于控制线的开式整体叶盘环形刀四轴加工算法研究

针对开式整体叶盘控制线球头刀四轴加工中,刀具易磨损、加工中需要多次换刀的问题,提出一种基于控制线的开式整体叶盘环形刀四轴加工算法.试验表明,该方法在现有球头刀控制线的条件下,简化了环形刀控制线生成的复杂性,并且解决了因球头刀加工刀具易磨损所造成的加工缺陷等问题.     

燃气导管装配加工工艺改进

介绍了燃气导管的结构特点，针对其加工过程中存在的冷却间隙调整、焊接变形控制、车加工等难点，提出了调整加工工艺等合理的加工工艺方案及具体的解决措施，保证了零件的顺利交付，满足了装配试车的要求。     

五轴超精密加工机床底座设计技术研究

机床底座是超精密加工机床的基础,其稳定性、精度保持性对超精密加工机床的精度指标有较大影响.本文介绍了目前国内外超精密加工机床典型的底座结构,利用有限元工具分析设计了五轴超精密加工机床底座,经检测,该机床底座的实际精度满足指标要求.     

航空发动机TC4机匣加工变形控制研究

航空发动机机匣零件的设计采用整体化、轻量化设计思想,使得结构复杂、规格尺寸大、薄壁特征多,而设计精度要求却在逐渐提高,机匣件加工后产生的变形问题尤显突出。探讨了薄壁结构机匣零件加工变形产生机理,提出分区去除余量控制加工变形的方法。使用Prism电子斑纹干涉钻孔残余应力仪测量了钛合金TC4机匣毛坯表层深度残余应力,通过有限元仿真结果预测出机匣毛坯内部残余应力分布规律。建立了机匣切削加工的有限元仿真模型并进行数值仿真,对两种工艺路线下的变形进行对比分析。最后,通过机匣的切削加工试验验证了仿真结果的正确性。