火炮身管精密加工与在线检测技术研究

火炮身管是火炮的关键零部件,由于其长径比大、要求精度高,它的加工属于深孔精密加工范畴,而国内对此加工的生产水平落后,加工效率低、质量差。火炮身管药室高效精密数控镗床的设计制造满足药室加工多锥段、高精度要求,加工效率较传统工艺提高数倍。该设备能够实现多品种、小批量、高精度加工生产的需求。火炮身管缠度检测原理样机由炮膛爬行器、缠度测头和计算机控制与数据处理系统3部分构成,经检测可实现较低的测量误差。     

汽车发动机缸体垂直度测量仪

汽车发动机缸体的几何位置精度直接影响发动机的工作性能。为了实现对缸体加工误差的高精度、高效率测量 ,我们研制了一台ＥＱ4 91发动机缸体垂直度测量仪 ,用于检测缸孔轴线相对于曲轴孔轴线的垂直度误差 (要求 <0 .0 5ｍｍ)和位置度误差(要求 <0 .15ｍｍ)。　　1　测量原理图 1所示为发动机缸体垂直度测量仪的测量示意图。测量仪主要由基座、立柱、缸体定位部件、水平方向精密滚动导轨及导轨工作台、垂直方向精密滚动导轨、电子塞规Ａ、Ｂ等部件组成。测量时 ,将被测缸体放入定位部件中 ,移动电子塞规Ａ和Ｂ ,分别插入缸孔和曲轴孔中进行…     

薄壁钢机匣精密孔系的加工工艺改进

某型航空发动机零件转接机匣是一种通过焊接工艺将钣金件和机加件连接起来的机匣类零件,其特点是钣金部位最薄处仅有1.5 mm,前、后安装边各有4个精密孔,位置度要求0.02 mm,数控加工时零件易变形,位置度要求难以保证。通过定制工装、选择合适的刀具以及制定合理的加工工艺参数,对其前、后安装边的精密孔系进行数控加工,并保证其位置度要求,解决了此类零件的加工瓶颈,为航空发动机整机的装配提供了保障。     

高精度大跨距同轴孔的精密研磨加工

对高精度大跨距同轴孔的加工现状进行了分析,确认采用现有加工方法无法满足要求。在此基础上,提出针对高精度大跨距同轴孔采用精密研磨加工,并改进了研磨工具。介绍了高精度大跨距同轴孔精密研磨加工的注意事项。这一方法可应用于加工孔距1 m以内的高精度大跨距同轴孔,加工效果良好。     

高精度轴承座深孔磨削加工方法

介绍了高精度轴承座深孔的精密磨削加工方法。采用迭代加工工艺路线,加工中以零件外圆、内孔互为基准,多次进行小去量的磨削加工,逐步提高工件的基准精度,完成高精度表面加工。结合机床结构特点设计了组合式工装,解决了零件外形直径尺寸超出卡盘夹持范围的问题。通过加工验证,该工艺方法可以满足高精度内孔的加工要求,可为类似零件的加工提供借鉴。     

运输机机翼与发房对接面精加工设备开发

运输机机翼与发房对接面的加工及连接可靠性直接关系到发动机的性能,所以对该对接面的贴合度、连接孔精度及同轴度的要求很高.针对其加工特点,设计一种用于机翼与发房对接面精加工的数字化设备.该设备采用五坐标加工方式,可自动换刀,以实现对接面的基准检测、铣削、制孔及铰孔等工序,解决了以往手工加工效率低、质量差的缺陷.     

典型的高精度孔加工方法研究

详细讲述了影响高精度位置和高同轴度孔加工的因素,并用典型实例介绍了高位置度、高同轴度要求的孔组的加工与测量方法,灵活运用各种技巧与方法,采用切试法,逐步逼近达到高精度要求。     

超精密球面加工设备通过鉴定验收

由北京机床所精密机电有限公司承担的国家863计划《超精密球面加工设备的研制》项目，2005年1月通过了由中国机械工业联合会组织的专家鉴定验收。超精密球面加工设备是针对国家急需的高精度球面加工需求，能够满足薄壁易变形、表面粗糙度要求高而研发的加工设备。机床采用整体减震结构、超精密气浮主轴和回转工作台、精密的两轴气浮导轨，机床加工精度满足了国家对高精度球体加工的急需。     

超精密球面加工设备通过验收

日前，由北京机床研究所精密机电有限公司承担的国家863计划“超精密球面加工设备的研制”项目，通过了中国机械工业联合会组织的专家鉴定验收。针对国家亟需的高精度球而加工需求，该机能够满足薄壁易变形、表面精度要求高的加工。机床采用整体减震结构，超精密气浮主轴和回转工作台，精密的两轴气浮导轨，机床加工精度满足了国家对高精度球体加工的需求。     

一种大尺寸孔轴线非接触测量方法研究

为了快速,精确的获取大尺寸孔的轴线空间位置,实现轴孔组合零件的高精度装配,基于激光三角位移测量原理,提出了一种针对大尺寸孔轴线的非接触精密测量方法,据此设计出一种光学探头非接触测量系统,建立了对应的数学模型,数据处理上借助MATLAB最小二乘法实现对扫描轮廓曲线、孔中心轴线的拟合,最终得出被测孔轴线的空间位置方程,同时对测量系统进行了误差分析与补偿,该方法可以快速,高精度的获取大内径孔轴线空间位置,为后续轴-孔零件的高精度装配提供装配基准。     

高压共轨柴油机飞轮周孔高效自动加工机床研制

针对高压共轨柴油机飞轮边缘孔数多、位置精度及孔深精度要求高的问题,研制了其高效自动加工机床.通过对盘形零件的快速、准确定位和可靠装夹技术分析,采用卧式钻削加工方式,研制了快速自定心夹紧装置,其通过一次装夹就能完成整个盘类零件的圆周面孔加工,而且定位自动化,既降低了劳动强度,又提高了加工精度和加工效率;采用精密行星齿轮减速机驱动的分度机构,可根据飞轮产品的规格要求任意分度,实现了周孔加工位置的精密分度;利用闭环反馈控制的步进电机直接驱动滚珠丝杆的周向钻削孔进给系统,提高了钻孔深度的控制精度.研究结果表明,所研制的高压共轨柴油机飞轮周孔加工机床具有加工精度高、自动化程度高、生产效率高、操作方便等特点,综合性能优于国内同类产品.     

发动机缸体视觉图像定位方法研究

针对发动机缸体孔系实现在线自动测量的难题,提出了基于视觉图像的发动机缸体定位方法。通过面阵CCD获取发动机缸体定位销孔图像信息,利用图像处理提取定位销孔中心位置,以此建立每个被测缸体的测量基准。使用环形双峰阈值法与中值滤波对图像进行预处理,有效地解决了定位销孔具有倒角影响图像边缘提取精度的问题。为验证此定位方法的准确性与可行性,分别进行了发动机缸体定位孔直径与位置度重复性测量与发动机缸体上表面孔组直径与位置度重复性测量实验。实验结果表明所提出的视觉定位方法稳定可靠,实现了发动机缸体的快速、精确定位,为实现发动机缸体的在线检测打下了可靠基础。     

孔系加工在生产实践中的应用

柴油机机体是柴油机构造的主体,是安装柴油机所有零部件和附件的支撑骨架,机体凸轮轴孔内装有凸轮轴轴套,配气凸轮轴与轴套相配合贯穿整个机体,凸轮轴孔作为机体加工的重要孔系,保证着凸轮轴运转精度及整个气门驱动机构发挥正常功用.此次探讨为解决6190型柴油机机体凸轮轴轴孔同轴度超差问题和垂直油孔侧透问题,该机体的孔及孔系加工质量,对保证产品精度起着重要作用,通过此次应用对加工过程进行了有效控制.     

基于误差转换的汽车曲轴圆度及圆柱度误差评价数学模型构建研究

针对国内汽车曲轴轴颈圆度误差、圆柱度误差检测普遍存在的效率低、精度低等问题,建立基于误差转换的平面曲线和空间曲线误差数学模型,结合圆和圆柱的数学表达建立满足最小包容条件的圆度和圆柱度误差评定数学模型,并采用遗传优化算法计算出符合最小评定要求的曲轴轴颈形位误差,解决了理想包容要素位姿参数不精确的问题。同时,建立基于图像域的汽车曲轴轴颈形状误差检测试验台,针对测量过程中连杆轴颈沿主轴颈公转运动,从而导致连杆轴颈图像域检测数据存在坐标不归一问题,以曲轴法兰端特征孔为基准,通过模板匹配特征与孔边缘提取实现了连杆轴颈圆度和圆柱度测量数据空间坐标归一化处理。以某型号发动机曲轴为例进行大样本误差检测试验,并与三坐标测量机测得的结果进行对比,数据分析表明提出的曲轴轴颈形状误差检测方法的精度为1μm,且重复检测误差在0.1μm以内,证明了其理论上的正确性及实践操作的可行性。     

精密曲轴连杆颈磨削加工技术的研究

汽车发动机曲轴结构复杂,加工要求高,保证连杆轴颈的各项技术要求是曲轴加工的关键。分析了连杆轴颈的主要技术要求和工艺,巧妙设计了精磨连杆轴颈夹具,并基于Pro/E软件行为建模技术对精磨连杆轴颈夹具的静平衡配重进行了设计,实现了用普通曲轴磨床磨削精密汽车曲轴,为企业取得了良好的经济效益。     

面向变曲率曲面的自动钻铆垂直精度补偿技术

飞机装配主要以铆接的连接方式来实现,铆接孔的垂直精度直接决定着装配质量与飞机性能的好坏。由于现有的制孔垂直精度补偿方法是针对平面以及定曲率曲面的垂直精度补偿,因而在对变曲率曲面的垂直精度补偿时,所拟合的平面法矢与曲面法矢不重合,使得所制孔的垂直精度误差远达不到工艺要求。针对此问题,提出了一种面向变曲率曲面的垂直精度补偿方法,该方法利用离线仿真环境的精确性,仿真预测出以拟合平面法矢替代曲面法矢而引入的固有理论误差,并针对该误差进行调姿补偿,实现了对变曲率曲面制孔的垂直精度补偿。实验结果表明:该方法可将制孔垂直精度控制在0.4°以内,大幅度提高了变曲率曲面制孔的垂直精度。     

CFRP/钛合金叠层构件制孔孔径分布规律研究

为了研究CFRP/钛合金叠层构件一体化制孔加工后的孔径几何精度变化规律及主要影响因素,在CFRP/钛合金制孔基础上,利用三坐标测量机对孔径几何精度进行检测,并分别对单个孔及系列孔的孔径几何精度进行分析,得到孔径几何精度的变化规律及主要影响因素。结果表明:叠层材料制孔加工过程中材料加工性能的巨大差异,使加工至材料界面时产生的切削振动较大,是影响CFRP与钛合金孔径几何精度的主要因素,且对CFRP孔径影响较大,对钛合金孔径影响较小。     

一种混联精密装校平台的设计与分析

在分析LRU模块装校要求的基础上,提出了一种可实现6自由度调整的精密装校平台,研究了该平台调平机构和对接机构的自由度和运动类型,应用矢量法推导了各机构位置的正逆解,并将该解算式作为精密装校平台运动控制的核心算法,实现了样机的调平和对接两大主要功能,利用该功能实施了对LRU模块的自动化装校,证明了该精密装校平台可实现设计要求.     

普通机床加工高精度坐标孔

随着工业发展,高精度产品越来越多,许多小企业遇到高精度坐标孔类产品,因受资金及技术等方面的制约,无力加工,本文从实际出发,介绍了利用简单的普通机床立钻或立铣加工高精度坐标孔的方法,具有一定的现实意义。     

纳米级精度的竖直液体静压滑台设计

为了满足航天关键件的加工精度要求,需要设计并制造满足设计要求的纳米级精度的竖直液体静压滑台。本文针对滑台结构、关键部件及公差设计方法展开了研究。首先,根据高精度竖直滑台的设计要求,采用不等流量的滑块结构及控制方法整体设计滑台结构。设计时,将所有液压油管路均设置在滑块中,以减小油压损耗,且使得滑台结构紧凑。接着,为使圆孔加工时圆度误差不受导轨刚度的影响,采用等导轨刚度的设计方法,同时给出了该方法下油膜厚度、刚度、压力的计算方法。文中还证明了上下油腔不等承载面积法能够降低竖直滑台由于倾覆力矩产生的倾角误差,提高导轨运动精度。在此基础上,提出了基于不等流量结构的几何精度设计方法,计算并证明了不等流量的结构和控制方法可以降低导轨和滑块极高的制造等级要求和制造成本。最后,根据上述设计方法设计并制造了数控纳米曲面磨床竖直滑台,并测试了该磨床竖直Z滑台的运动精度。结果显示采用不等流量结构的滑台制造公差要求由IT1降低到IT3。Z滑台精度测试结果为:定位误差为±80nm,重复定位误差为48nm。