开式整体叶盘四坐标侧铣开槽粗加工轨迹规划

为了提高开式整体叶盘的粗加工稳定性，在粗加工阶段，提出采用将自由曲面蜕变为直纹面的方式简化开式整体叶盘通道开槽加工的难度，实现稳定切削。讨论了直纹面逼近自由曲面的算法，提出了一种新的刀轴矢量计算方法，并基于直纹面给出了开式整体叶片通道四坐标侧铣粗加工数控编程方法，规划出了无干涉的刀位轨迹。实例验证表明，采用该方法可快速有效地实现开式整体叶盘的开槽粗加工，并可提高开式整体叶盘加工中的稳定性。     

开式整体叶盘通道侧铣粗加工技术的研究

整体叶盘从锻造毛坯到最终零件加工成型,需要切除大量的多余材料。本文提出了一种开式整体叶盘通道区域五坐标粗加工刀具轨迹规划方法。该方法通过生成整体叶盘薄壁叶片的直纹包络面,以确定叶盘通道粗加工区域的边界轮廓;基于直纹面五轴侧铣加工刀具轨迹双点偏置生成方式,利用投影法规划开式整体叶盘通道区域粗铣加工的刀心点轨迹与刀轴矢量方向。加工实践表明,开式整体叶盘的粗加工效率提高30%以上,同时,显著优化了后续半精加工和精加工工序的环境。     

窄流道整体叶盘定轨迹数控抛光技术研究

为了实现对窄流道整体叶盘的数控抛光,在采用复杂母线超硬磨料柔性抛光轮的基础上,开展了针对叶盘型面、流道及叶根的抛光轮形状与尺寸设计研究,确定了用于整体叶盘高效率抛光的鼓型抛光轮和球头抛光轮尺寸设计原则,实现了大尺寸鼓形半径的优选。随后,针对型面、流道、叶根圆弧不同区域的抛光需求,利用选定工具对某型号整体叶盘全型面进行定轨迹抛光试验,抛光后表面粗糙度Ra≤0.4μm,完全去除精铣刀纹,达到了替代人工抛光的要求。     

整体叶盘无干涉五坐标数控抛光轨迹生成算法研究

整体叶盘是典型的薄壁、难加工材料和复杂结构零件,其叶型表面的抛光质量和抛光精度会显著影响其使用性能和寿命。根据整体叶盘的结构特点以及抛光的特殊性,围绕所开发的专用五坐标数控抛光机的编程需要,提出了相应的抛光轨迹生成算法,并对可能存在的干涉进行检查,最终生成了光顺的抛光轨迹。经初步试验证明,该抛光轨迹算法既能有效进行干涉检测,又能生成适合整体叶盘型面的最佳抛光轨迹。     

开式整体叶盘通道插铣粗加工技术的研究

针对整体叶盘等复杂结构件，从锻造毛坯到最终零件加工成形，需要切除大量的多余材料的问题，提出了一种开式整体叶盘通道的五坐标插铣粗加工方法。利用直纹面逼近叶型曲面，进而确定通道粗加工区域的边界轮廓；通过连接刀心轨迹线和刀轴驱动线上的对应点，规划插铣粗加工叶盘通道时的刀具轨迹。加工实践表明，利用插铣方式，可以有效避免粗加工过程中的振动现象，开式整体叶盘的粗加工效率提高50%以上。     

陶瓷叶片型面超声磨削数控装置研制

为了解决陶瓷叶片型面加工难题,研制了超声磨削数控装置。介绍了该装置总体结构及主轴变频驱动系统设计。分析了圆柱磨轮数控超声磨削平行直纹面时磨轮空间位置,分析了加工原理误差产生原因,通过对磨轮两次偏移变换,可显著减小加工原理误差,计算出磨轮空间轨迹。采用新研制的装置进行了数控超声磨削陶瓷直纹面工艺试验,试验结果表明:超声磨削数控装置运行良好,轨迹计算合理;蠕动进给超声磨削加工陶瓷叶片型面是可行的,研究成果可用于陶瓷整体叶轮叶片型面加工。     

开式整体叶盘鼓形刀叶片精加工刀路规划研究

整体叶盘叶片精加工是决定整体叶盘质量的重要因素。针对开式整体叶盘叶片精加工切削刀路长和加工效率低的问题,首先分析了鼓形刀刀位轨迹规划的基本原理,然后给出了相邻切削行之间残留高度的计算方法,提出了鼓形刀叶片精加工基于切触点规划及刀轴优化的方法。该方法首先通过求交法确定切削面上的切触点,然后调整刀具姿态并进行干涉检查,确定每个刀位的无干涉刀轴姿态,即在可行域内优化得到最佳刀轴。将该方法集成到整体叶盘五轴数控加工编程软件UltraCAM中,经过数控编程、仿真分析及试切加工表明,使用鼓形刀进行叶片精加工,在相同残留高度的情况下,刀路数明显减少,刀路光顺,仿真过程中无刀具干涉,刀轴变化平稳,提高了加工效率,可应用于实际加工。     

平行直纹展成电解磨削整体叶轮的控制技术

介绍了数控展成电解磨床的结构与运动、组合式四轴联动数控系统以及直纹展成电解磨削整体叶轮叶片型面的数学模型。对整体叶片的叶片型面进行了平行直纹展成电解磨削。     

任意扭曲叶轮五轴数控侧铣的算法研究

为提高任意扭曲叶轮五轴整体铣制的加工质量和效率,在粗铣阶段,拟合出一个"加厚"的单一直纹面叶片来包络任意扭曲叶片,实现用侧铣来完全代替点铣加工;在半精加工阶段,对侧铣粗加工作出改进,选取符合条件的原设计任意曲面的型值线作为分界线,分段进行直纹面的拟合,实现分段侧铣,同时兼顾高效性和叶片成形面精确度要求。并以某型号叶轮为例,通过整体建模、数控编程以及实际加工验证了算法在实践中的可行性。     

整体叶盘自适应柔性抛光效率优化

针对整体盘叶片型面抛光,"五轴数控+柔性磨头+弹性磨具"抛光工艺装备具有精度高、干涉小、自适应性好等优点;为提高抛光质量和抛光效率,根据弹性磨具(砂布轮)抛光原理建立了抛光效率的数学计算式,给出了抛光效率的优化方法;通过正交试验结果的灰色关联度分析获得了基于效率的工艺参数优化组合;叶片抛光试验结果表明:基于效率优化的工艺参数不仅能显著地减少抛光时间,还能获得合格的叶片表面粗糙度,从而验证了效率优化方法的可靠性.     

数控展成电解磨削整体叶轮叶片型面的研究

为解决整体叶轮叶片型面的精加工难题 ,进行了五轴联动数控展成电解磨削的基础研究。根据数控展成电解磨削整体叶轮叶片型面这一加工方法的特点 ,在分析了数控展成电解磨床的结构与运动的基础上 ,介绍了经济型多轴数控系统及其联动控制方法 ,建立了电解磨削非平行直纹展成曲面的数学模型 ,开发了五轴联动数控展成电解磨削自动数控编程系统 ,对航空发动机整体叶轮的叶片型面进行了电解磨削的工艺试验。结果表明 ,数控展成电解磨削工艺的加工精度和表面粗糙度可满足整体叶轮的技术要求。     

整体叶盘机器人自动化抛光技术

根据整体叶盘结构,在对整体叶盘造型方法分析的基础上,对应用机器人抛光过程中的刀轨生成和干涉检测进行了研究,提出了适合于整体叶盘机器人抛光的刀轨生成算法,并对机器人控制数据的确定进行了分析.该技术对于提高抛光加工质量和效率具有重大的实际意义.     

基于UG软件直纹面整体叶轮的数控电解机械复合加工方法研究

利用UG软件生成数控轨迹,只需一次走刀即可实现对一不锈钢整体直纹面叶轮的开粗加工,足见其效率之高。     

精密展成电解加工整体叶轮的数控编程

以直纹面叶型整体叶轮为例 ,介绍了采用四轴联动方式精密展成电解加工整体叶轮叶片型面时 ,叶片型面的拟合方法、展成运动轨迹的生成算法以及各轴加工速度的确定方法 ,并结合实际加工工艺 ,对算法误差进行了初步分析。在此基础之上 ,利用 VC++6 .0开发了相应的数控编程软件     

机器人柔性抛光叶片轨迹规划与仿真

针对航空发动机叶片人工抛光精度不高，加工效率低等问题，提出了一种机器人柔性抛光系统代替人工抛光叶片的方法。提出了基于截面法和NURBS曲线拟合的轨迹规划算法，反求机器人抛光轨迹，该算法用于关键刀触点的提取，能够将拟合误差控制在给定的范围内，提高叶片加工质量。采用RobotStudio软件进行加工过程仿真，利用MATLAB验证了该轨迹规划算法的可行性。     

整体叶轮数控展成电解加工运动轨迹及速度研究

在整体叶轮扭曲叶片型面加工方法中,数控展成电解加工展示了其优势。本文针对某型号航空发动机整体叶轮的加工,首先阐述了利用直纹面拟合扭曲型面的方法,然后通过对四轴数控展成电解加工过程的分析,采用不共原点的坐标变换对加工中的工件运动进行了研究,获得了各轴运动轨迹及工件上任意点的速度,分析了速度对展成电解加工间隙的影响,提出了编制数控加工程序的方法。最后,用试验对利用此法编制的数控加工程序进行了验证,试验结果表明该法能加工出符合要求的叶片型面。     

数控展成是电解磨削整体叶轮叶片型面的研究

为解决整体叶轮片型面的精加工难题，进行了五轴联动数控展成电解磨削的基础研究，根据数控展成电解磨削整体叶轮叶片型面这一加工方法的特点，在分析了数控展成电解磨床的结构与运动的基础上，介绍了经济型多轴数控系统及其联动控制方法，建立了电解磨削非平行直纹展成曲面的数学模型，开发了五轴联动数控展成电解磨削自动数控编程系统，对航空发动机整体叶轮的叶片型面进行了电解磨削的工艺试验。结果表明，数控展成电解磨削工艺的加工精度和表面粗糙度可满足整体叶轮的技术要求。     

数控展成电解光整加工整体叶轮叶片型面的研究

讨论了棒状阴极展成电解加工的成型规律。对其光整加工整体叶轮直纹面叶片型面的几何误差进行了计算，在此基础上提出了一种分段加工的刀位算法。     

抛光机器人轨迹连续性规划与仿真

本文分析了3P3R型抛光专用机器人的结构特点,并指出其在抛光加工中的优势特征。针对该机器人,建立D-H坐标系,进行运动学正反解分析。在工件坐标系下,以三次参数曲线为基础,进行抛光加工轨迹插值规划。实现了抛光轨迹位置和方向的连续变化。通过仿真方法,说明了该轨迹连续方法,在轨迹贴合程度和进给速度方面的优势。数据表明,应用轨迹连续方法,可提高加工质量,简化示教工作。     

在数控线切割机床上实现模具抛光

针对模具制造中的研磨抛光工序和高速数控机床在模具制造中的广泛应用,提出了在线切割机床上切割完模具的凹腔后,不拆卸工件,利用装在机床上的气动抛光头进行抛光,并利用机床的数控功能对抛光轨迹进行控制.通过调整数控程序中的偏置参数实现对抛光压力的控制,实现恒压力抛光.在实际加工中已验证了此方法的可行性,并取得了较好的加工效果.