摘要：切削力对加工质量和加工效率有着重要影响,针对切削力直接测量困难的问题,以高效稳定切削为目标,提出一种主轴恒力矩的自适应加工控制技术方案。以铣削加工为对象,在推导电磁力矩与切削参数关系的基础上应用Simulink建立了基于主轴电机矢量控制的自适应铣削加工模型,以恒电磁力矩为目标,采用模糊自适应控制策略对加工模型开展仿真实验,同时开发了自适应加工系统进行切削实验,两种实验结果均表明所提方法相较于传统的PID自适应加工方法具有更高加工效率、更好加工稳定性和更低的主轴负载波动。建立了虚实结合的自适应加工控制系统,有效降低了系统开发成本,虚实实验结果相互印证,提高了所提技术方案的可信度,该方案具有良好的工程参考价值。

摘要：针对精锻叶片前后缘数控加工在加工边界出现"台阶"等问题,提出面向自适应加工的模型重构方法。首先,根据精锻叶片的特点给出前后缘加工工艺方案。其次,根据工艺方案建立在机测量模型并进行路径规划。在此基础上,依据前后缘实际几何型面参数以及理论模型各截面前后缘圆弧圆心和半径允差,提出重构模型圆弧圆心及半径搜索算法;根据各截面的测量点拟合线、理论截面线以及搜索的圆弧圆心和半径,建立重构前后缘模型。最后,通过对比重构模型与理论模型的偏差以及数控加工试验证明该方法能够有效地减小锻造叶片叶身实际型面与前后缘在衔接处的"台阶"缺陷问题,为复合制造工艺背景下精锻叶片前后缘加工成型提供依据。

摘要：飞机蒙皮零件具有外形复杂、尺寸大、刚性小、加工难度大等特点,近年来出现的蒙皮镜像铣技术可以实现蒙皮零件的高精度绿色加工。由于蒙皮毛坯存在成形误差,且其刚度小,装夹力和毛坯自身的重力也会引起变形,导致其实际型面与设计型面会存在一定的偏差。针对以上问题,提出了基于快速扫描的飞机大型蒙皮自适应加工技术,即通过在机激光扫描快速获取蒙皮实际型面,然后基于特征映射移植加工程序,快速生成适用于实际型面的加工程序的技术,并已将该技术成功运用于实际生产。所提出的自适应加工技术解决了蒙皮镜像铣技术的关键难题,能够高效生成加工程序并满足蒙皮零件的厚度精度和外形精度要求,有效提升了蒙皮的生产效率,为国产大飞机量产奠定了技术基础。

摘要：针对大型复杂深盲孔零件加工与检测难题,通过气动快速换刀装置的创新设计,实现测头及刀体的精密快速装夹转换,并在此基础上,系统研究了数控系统数据结构算法和测头宏程序机理,摸索出了一整套大型复杂深盲孔零件在线检测自适应加工方案,解决了因为刀具磨损、机床主轴跳动等原因而造成的加工误差,从而达到了该类型零件高质高效加工的目的。

摘要：飞机大型结构件材料去除率高,加工完成后松开装夹,工件往往发生严重的弯曲、扭曲及弯扭组合变形。大型结构件的加工变形控制是材料、设计及制造等领域共同关注的研究热点。在制造领域,加工变形控制主要基于变形预测的结果进行工艺优化,从而实现加工变形控制,由于加工变形预测存在大量复杂因素,加工变形的精确控制已成为新一代飞机研制的重大技术瓶颈。针对加工变形精确控制难题,本文对大型结构件浮动装夹自适应加工方法进行了深入研究,论文主要研究工作如下。

摘要：针对宽弦空心风扇叶片余量分布不均匀甚至负余量的困难,提出了考虑壁厚与外形耦合约束的多层次余量优化方法。首先,获取外形在机测量结果后,利用拉普拉斯网格变形算法重构叶片毛坯曲面,据此在叶片机内测量允用时间内获得壁厚测量处精确的法矢。为了加工余量分布同时满足叶身壁厚和外形的设计要求,建立了耦合壁厚和外形的优化约束条件,提出了不同解空间的多层次余量优化变量,从而构建了不同优先级的余量优化模型。并且通过递进使用不同优化模型求解最优空心叶片余量分布。最后,以某型空心叶片为对象验证了所提方法的有效性,能保证加工余量、壁厚与外形耦合的公差约束,这为宽弦空心叶片智能余量优化提供了新方法。

摘要：飞机大型铝合金整体壁板具有薄壁、刚性弱及不易定位装夹的特点,其壁厚及重量公差的保证十分困难,是一类典型的难加工飞机结构件。探讨了某型号大型铝合金整体壁板的高速铣削工艺技术,分析了铝合金整体壁板的结构特点,设计了针对大型铝合金整体壁板结构特点的加工工艺路线及编程策略,粗加工阶段设置工艺支撑台,精加工阶段采用真空夹具,调整壁厚控制目标,采用测调一体化自适应加工方式进行两次精加工,能有效保证壁厚及重量公差。

摘要：近净成形叶片作为一种高效低成本的新型工艺方法,越来越广泛地被应用在航空发动机叶片毛坯制造上。航空发动机近净成形叶片其叶型复杂且属于薄壁类零件,无法保证所有区域一次成形且满足设计精度要求,需要对进/排气边区域进行自适应加工。自适应加工中进/排气边曲面通常为重构曲面,因为测量数据、缘头形状约束、毛坯变形等因素影响,重构曲面会出现曲率变化大、边界不齐等问题。针对上述问题,本文通过分析刀心轨迹与加工曲面几何关系,以光顺偏置曲面为基础,建立光顺刀心轨迹规划线规划算法,实现了重构曲面光顺刀心轨迹的高效自动化生成。在某型精锻叶片上进行了数控加工试验,试验结果显示进/排气边曲面轮廓公差控制在(-0.02~+0.039)mm范围内,满足图纸设计公差(-0.03~+0.05)mm的要求,证明了所提算法的有效性和实用性。

摘要：新型航空发动机已部分采用精密锻造工艺提高叶片的制造精度和效率。然而,精锻后的叶身型面与设计模型存在几何偏差,导致依据设计模型加工后的进/排气边与精锻的叶身型面不能很好地匹配。为了解决该问题,提出一种面向精锻叶片自适应加工的几何重构方法。首先,建立基于公差约束配准的目标函数,并采用粒子群优化(PSO)算法求解目标函数。其次,提出基于叶身变形趋势预测进/排气边轮廓的光顺重构算法。最后,通过精锻叶片自适应数控加工实验对提出的方案和算法进行验证。实验结果表明,该方案可以有效重构出合格的工艺模型,满足精锻叶片的精密数控加工要求。

摘要：针对近净成形的叶片在自适应精加工中余量不均这一问题,提出了考虑叶型截面线轮廓度公差约束的余量优化方法。在设计基准与加工基准配准的条件下,改变工件做刚性位移的余量优化思路,建立一种新的叶身优化模型,避免优化后叶片检测处的截面线超出轮廓度公差,提升叶片余量优化阶段寻找到目标加工曲面的能力。最后以某压气机叶片为例进行验证,此方法不仅能够保证叶身加工余量,还能同时满足型面检测处的轮廓度公差,为近净成形的叶片在自适应加工中提供一种新的余量优化方法。