基于双转台五轴机床在工件坐标系中误差矢量建立与补偿

以双转台五轴数控机床为对象,针对该类型机床在经典后置处理中会导致非线性误差,本文提出一种非线性误差预测模型,即在工件坐标系中考虑了非线性误差的刀具轨迹代替刀位点之间的小线段轨迹,利用经典五轴后置处理,使得在机床坐标系中减少非线性误差,最大限度保证在机床坐标系中刀位轨迹保持直线运动轨迹.最后通过Matlab对一叶轮零件中...     

国产数控机床动态精度技术现状与对策

高档数控机床是支撑航空、航天及能源工程等领域零件加工的关键装备.当前我国已经可以设计和制造各种结构型式的高档数控机床,但是机床的性能与国外先进产品相比仍然存在一定差距,其中高速下的动态误差大是主要差距之一.将动态误差定义为进给轴执行器末端位置相对于指令位置的偏差,并划分为闭环内动态误差和闭环外动态误差两部分.以某国产数...     

面向全型面精加工的整体叶盘铣磨组合加工技术研究

整体叶盘由多个叶片呈圆周阵列布置在轮毂上,由于叶身型面为弱刚性零件,精加工时刀具磨损、颤振及让刀变形较为严重,影响了加工质量的进一步提高。提出一种面向全型面精加工的整体叶盘铣磨组合加工工艺,叶片型面采用磨削加工工艺,叶根、流道区域采用铣削加工工艺,通过控制磨削与铣削刀轨重叠区域的接刀误差实现叶盘全型面加工。试验结果表明,铣磨组合加工工艺表现出较好的加工质量,接刀误差控制在0.01 mm以内,轮廓误差小于0.04 mm,并通过加工试验验证了多主轴阵列加工的可行性,在保证加工质量的同时可大幅度提升加工效率。     

闭式整体叶盘通道五坐标分行定轴加工刀轴矢量规划方法

闭式整体叶盘是新一代航空发动机实现减重增效的关键零件,其通道结构属于典型多约束复杂通道结构。针对闭式整体叶盘通道精加工,提出了一种基于五坐标分行定轴加工的刀轴矢量规划方法。从加工原理上给出了分行定轴加工方法的基本概念,并分析了闭式整体叶盘通道五坐标加工的特征;在刀具预定义和建立检查面球体包围盒层次树结构的基础上,给出了刀轴矢量无干涉区域的计算方法;基于刀位点最短刀长的计算与分析,进行了叶盘通道加工区域划分,建立了分行定轴加工刀轴矢量规划方法。实验验证表明:分行定轴相对五轴联动加工方法不仅可明显提高加工过程中的稳定性和叶片加工表面质量,还可提高叶片精加工效率。     

基于西门子840D的双主轴加工控制

近年来,数控加工领域为了提升批量加工的效率,提出了多主轴数控机床的需求[1].多主轴数控机床,加工单个零件的同时,可以完成多个相同零件的加工,因此大大提升了机床的加工效率.而工艺人员编写的加工程序,一般是单个零件的点位程序.如图1所示的双主轴数控机床,一方面不能直接进行2个工件的同时加工,另一方面还得考虑到两个工件的工装及刀具带来的综合误差.     

应用机内对刀仪,提高产品质量

在应用数控机床进行生产制造产品零件的工艺过程中,影响零件质量的因素很多,其中,刀具参数的准确设置,一直以来却很少得到重视,而要将工件加工到工艺要求的尺寸范围并满足形位公差要求,准确设置刀具参数则是基本的要求之一。机内对刀方式是利用设置在机床工作台面上的测量装置(对刀仪),对刀库中的刀具按设定程序进行测量,然后与参考位置或标准刀进行比     

直摆头与斜摆头五坐标机床数控加工程序互换求解算法

 针对复杂结构零件五坐标加工设备变更带来的程序处理问题,分析讨论了直摆头-转台式和斜摆头-转台式两种五坐标机床之间的数控加工程序互换求解算法。根据不同的机床结构,建立了机床坐标系之间的对应关系;基于机床自动跟踪模式下的数控加工程序后置处理和逆后置处理方法,提出了机床之间数控加工程序的互换算法;采用单步距走刀时间不变的控制方式,给出了加工进给速度的互换算法,实现了程序转换对工艺参数的继承。实际应用验证表明,该算法可有效解决直摆头与斜摆头五坐标机床数控加工程序之间的互换问题。     

CNC系统中多坐标变换的研究

从机床测量坐标系、工件坐标系和程编坐标系三者之间的关系入手，以带工件转台与刀具摆角的典型多坐标数控机床为研究对象，运用“多坐标变换技术”，提出了多坐标数控加工中现场对刀的解决方法与途径。     

闭式整体叶盘五坐标插铣刀位轨迹规划

针对闭式整体叶盘通道开槽工艺问题,研究了叶盘通道五坐标开槽插铣加工方法。进行了闭式叶盘通道可加工性分析,给出了通道加工区域划分方法;基于最小面积原理研究了叶盘插铣通道边界最佳直母线求解算法,分别针对叶片曲面及叶盘内外环面,提出了通道偏置直纹包络面的生成方法,给出了闭式整体叶盘五坐标插铣刀位轨迹。研究结果表明:该方法能解决闭式整体叶盘通道插铣区域划分和直纹包络面生成问题,可有效实现闭式整体叶盘的五坐标开槽粗加工。     

用于飞机大型结构件加工的高档数控机床的精度控制及管理

精度检查一直被我国学者所忽略,但是机床精度的检查与管理是至关重要的。机床精度的检查需要按照计划按照周期进行实施,通过检测精度的记录结果分析并了解机床实时精度状态。通过合理的调配及管理使机床加工出更合适的零件,可以提高机床加工零件的合格率,也可以更好地延长机床寿命。结合TPM(全员生产保全)的实施,将精度检测与管理融入其中,实时地展现了机床精度状态及加工注意事项,为机床的预防性维修做好了铺垫。     

双刃镗刀的切削性能

双刃镗刀的切削性能双刃镗刀由于有两个对称分布的切削刃参加切削，使切削力平衡、零件加工精度提高，并省去需经常调整尺寸的麻烦，因而是无人化加工中心、数控机床加工的理想刀具。为定量地了解双刃镗刀对提高零件加工精度所起的作用，美国Ｇｉｄｄｉｎｇ与Ｌｅｗｉｓ公...     

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。     

基于非平稳高斯过程的叶栅加工误差不确定性量化

基于非平稳高斯过程描述叶片加工误差,结合Karhunen-Loeve展开方法,建立了由于加工误差导致的叶片型线几何不确定性表征模型。耦合非嵌入式多项式混沌展开、稀疏网格技术与Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS)方程求解技术,提出了叶栅加工误差不确定性量化方法,研究量化了加工误差所导致的叶型几何不确定性对典型高负荷Pak-B叶栅气动性能的影响。结果表明,在加工误差影响下,叶片负荷相对于设计值变化[±1%]以上的概率为0.56,总压恢复系数相对于设计值降低1%以上的概率为0.12。详细气动分析表明,斜切部分和尾缘的加工制造精度对Pak-B叶栅气动性能影响显著,相应位置的加工误差应严格控制。     

一种可配置的多主轴数控系统研究与开发

对于一些工序较少、成本低，要求快速换刀同时也能批量生产的中小型工件数控复合加工场合，需要增加数控机床的主轴并可根据需要自由配置，满足多工件或多工序加工要求，因此需有相应的数控系统给予支撑。多主轴机床主要针对中小型零件大批量生产需要，工序适当分散，增加同时加工的主轴数量，工件在机床上只有一次装夹定位，既减少了加工辅助时间，提高加工效率，又提高了工件的加工精度。     

一种叶片在机测量数据重构建模技术研究

航空发动机叶片作为飞机的重要部件之一,传统的叶片加工采用三维数字化模型设计,利用数控机床加工,使用坐标测量机检测加工精度。在加工过程中需要经常在数控机床和计量测试单位间进行零件周转,导致零件需要重复装夹定位和对刀,容易产生定位误差和叶片变形,造成超差和报废,使叶片的制造周期变长,采用在机检测技术,可以有效地避免这些问题。     

加工误差对压气机叶片气动性能影响试验研究

压气机叶片在加工过程中不可避免的会产生一定的加工误差。为了研究加工误差对压气机叶片气动性能的影响,设计并加工了4套平面叶栅用于模拟加工中常见的前缘及轮廓误差,并通过平面叶栅吹风试验获取误差影响规律。研究结果表明,前缘形状误差及正轮廓误差使得性能下降,前者使得叶型损失最高增加了23.4%而后者使得叶型损失最高增加了40.1%;此外负轮廓误差使得叶型性能有所提高,最高使得叶型损失降低16.6%。对应的影响规律可以用于提供合理的加工技术要求及制定合理的叶片检测标准。     

超声速来流基元叶型前缘加工误差气动敏感性分析

为研究叶型前缘加工误差对叶栅气动性能敏感性,以NASA Rotor 67转子70%叶高截面基元级叶型为研究对象,选择Clamped型非均匀B样条曲线实现叶型前缘数学描述。采用单因素法建立叶型前缘加工误差模型,提炼出叶片弦长误差、前缘轮廓度误差、几何进气角误差三个误差模型;随后结合L9(34)正交实验及数值模拟方法研究超声速来流条件下三维直列叶栅不同前缘误差类型对叶栅气动性能的敏感性。正交实验极差分析及显著性分析均表明:前缘轮廓度误差FP是影响叶栅气动性能的主要影响因素(75%以上可能性),叶栅性能随前缘轮廓度增加呈现恶化趋势,即叶型前缘越厚,叶栅总压损失越大,扩压能力越小。进一步分析轮廓度误差对叶栅性能影响机制得出:激波损失是叶栅性能随轮廓度误差加大而恶化的重要原因。     

基于PMAC的在位误差补偿系统

提出了一种数控机床误差补偿方法,在位测量零件几何尺寸,利用测量数据修改加工程序,补偿加工误差,可明显提高加工精度。     

电加工机床专用数控转台精度分析技术的研究

本文针对多轴联动电加工机床数控转台加工过程中的精度保持技术,从零件制造误差、表面误差、热变形、受力变形等方面进行分析和计算,利用结果指导转台零件设计、加工、装配,从而保证转台的精度要求.同时利用分析和计算结果建立数学模型,对转台的动态精度进行综合补偿.     

FMS规划实施中零件／机床选择系统

本文详细介绍和分析了柔性制造系统对其加工对象和所用机床的各项技术性要求。提出一种通过计算机进行零件/机床选择的方法和步骤。同时还介绍了已经在Apollo工作站上开发完成的零件/机床选择软件系统。