叶片自由曲面重构技术研究
发布时间：2021-11-15 07:31
随着科学技术的快速发展,具有自由曲面类外形的零件在飞机、船舶以及汽车等领域的应用日益广泛,并且对这些零件的型面加工效率和精度要求越来越高。叶片是航空发动机、燃气轮机、螺旋桨等动力装置的关键零部件,其加工制造质量直接决定着这些动力设备的整体工作性能。叶片类零件面型复杂,设计制造加工难度大,在最后加工工序中,通常采用磨削抛光来对其表面质量进行修整加工,而在现有的加工工艺过程中,磨抛加工与型面测量过程分离,难以实现叶片的高效高精度光整加工,叶片曲面的集成制造系统可以有效的解决这一问题。叶片复杂曲面集成制造系统是集叶片的毛坯测量、模型重构、工艺分析等功能于一体的加工系统。本文针对叶片磨抛测一体化集成制造系统中的叶片模型重构问题,研究了基于原位测量的叶片曲面型值点曲线曲面重构方法,在叶片磨抛加工过程中,要求所重构的叶片曲面尽可能的复现被加工叶片曲面的形状,为后续加工中的轨迹规划、余量分配和误差分析等提供数据。基于自主研发的叶片串并混联磨抛机床,搭建原位测量系统,将激光位移传感器测头搭载于机床工具板上,并开发出集成了机床运动控制的叶片型面原位测量控制系统软件,实现在叶片磨抛过程中的叶片曲面原位测量...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１燃气轮机整体叶盘叶片?图１．２航空涡轮喷气发动机叶片??
联动数控加工机床上对毛坯件进行铣削加工，其目的是先使得零件的尺寸精度得??以满足，而表面质量要求的保证通常都需要采用磨削和抛光工艺，一般是采用砂??带作为工具，进行如图１．３所示的手工磨抛修整加工，人工完成一个叶片的磨抛??修整加工不仅耗时长，而且在磨抛过程中会产生大量的粉末，加工环境的恶劣严??重影响操作者的健康。由于手工磨抛的质量很大程度上取决于操作者的工作经验??和技巧，易造成磨抛后叶片型面质量难以控制，导致叶片合格率很低、??琴ＢＨ??图１．３叶片手工磨抛??另外，在现有工厂内叶片的加工过程中，叶片型面的质量检测都需要在加工??机床上取下叶片，再到专门的测量系统上进行检测，常用的检测设备是三坐标测??量仪，检测完成后，再转移回到加工机床上，再一次装夹、定位，进行后续倐整??２??
联动数控加工机床上对毛坯件进行铣削加工，其目的是先使得零件的尺寸精度得??以满足，而表面质量要求的保证通常都需要采用磨削和抛光工艺，一般是采用砂??带作为工具，进行如图１．３所示的手工磨抛修整加工，人工完成一个叶片的磨抛??修整加工不仅耗时长，而且在磨抛过程中会产生大量的粉末，加工环境的恶劣严??重影响操作者的健康。由于手工磨抛的质量很大程度上取决于操作者的工作经验??和技巧，易造成磨抛后叶片型面质量难以控制，导致叶片合格率很低、??琴ＢＨ??图１．３叶片手工磨抛??另外，在现有工厂内叶片的加工过程中，叶片型面的质量检测都需要在加工??机床上取下叶片，再到专门的测量系统上进行检测，常用的检测设备是三坐标测??量仪，检测完成后，再转移回到加工机床上，再一次装夹、定位，进行后续倐整??２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂型面砂带磨削技术的研究应用进展[J]. 孙杰,曲中兴,张立武,张鑫. 制造技术与机床. 2017(11)
[2]航空发动机叶片加工变形控制技术研究现状[J]. 李勋,于建华,赵鹏. 航空制造技术. 2016(21)
[3]在线测量技术在机械加工中的应用与发展[J]. 于海波. 中外企业家. 2016(14)
[4]基于NURBS曲面插值的船体曲面重构[J]. 钱宏,刘敏,贺庆,刘朕明,荣焕宗. 中国造船. 2016(01)
[5]工业产品的逆向工程技术及应用[J]. 李庆,邢志勇. 重庆文理学院学报(社会科学版). 2016(02)
[6]整体叶盘抛光技术的研究现状及发展趋势[J]. 黄云,肖贵坚,邹莱. 航空学报. 2016(07)
[7]激光位移传感器在自由曲面测量中的应用[J]. 李兵,孙彬,陈磊,魏翔. 光学精密工程. 2015(07)
[8]新一代商用航空发动机叶片的先进加工技术[J]. 王辉,吴宝海,李小强. 航空制造技术. 2014(20)
[9]航空发动机整体叶轮光整加工现状及方法研究[J]. 张宏友,吴鸣宇. 机械制造与自动化. 2013(01)
[10]基于NURBS插补算法的数控雕刻机控制系统的设计与实现[J]. 李建奇,肖继国,贺盛修,钟威,艾毅军. 计算机测量与控制. 2012(12)
博士论文
[1]叶片复杂曲面原位测量关键技术研究[D]. 刘佳.吉林大学 2016
[2]基于NURBS的复杂曲线曲面高速高精度加工技术研究[D]. 余道洋.合肥工业大学 2014
[3]自由曲面加工刀具路径轨迹规划算法研究[D]. 赵世田.南京航空航天大学 2011
[4]基于NURBS曲面的汽轮机叶片重构及插补算法的应用研究[D]. 乐英.华北电力大学 2011
[5]基于点云数据的复杂型面数字化检测关键技术研究及其系统开发[D]. 张学昌.上海交通大学 2006
[6]基于激光测量的自由曲面数字制造基础技术研究[D]. 李剑.浙江大学 2002
硕士论文
[1]叶片混联磨抛机床控制系统及算法研究[D]. 张超鹏.吉林大学 2017
[2]叶片自由曲面原位测量方法与实验研究[D]. 于海洋.吉林大学 2017
[3]面向有限测点的弯扭叶片曲线/曲面重构方法研究[D]. 吴佳露.哈尔滨工业大学 2016
[4]复杂薄壁件原位测量与轮廓误差评估[D]. 韩克平.华中科技大学 2016
[5]串并混联叶片磨抛机床整机性能分析[D]. 刘海忠.吉林大学 2015
[6]叶片型面测量技术研究及其误差分析[D]. 刘继明.吉林大学 2015
[7]散乱点云精简及三角网格重构技术研究[D]. 魏玫.南昌大学 2014
[8]基于NURBS控制点重构的曲面加工误差测量与评定技术研究[D]. 王益.浙江大学 2014
[9]曲线曲面的NURBS造型技术与数控仿真[D]. 彭小军.长安大学 2013
[10]非接触式光学自由曲面原位测量方法的研究[D]. 李坡.天津大学 2012
本文编号：3496327
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１燃气轮机整体叶盘叶片?图１．２航空涡轮喷气发动机叶片??
联动数控加工机床上对毛坯件进行铣削加工，其目的是先使得零件的尺寸精度得??以满足，而表面质量要求的保证通常都需要采用磨削和抛光工艺，一般是采用砂??带作为工具，进行如图１．３所示的手工磨抛修整加工，人工完成一个叶片的磨抛??修整加工不仅耗时长，而且在磨抛过程中会产生大量的粉末，加工环境的恶劣严??重影响操作者的健康。由于手工磨抛的质量很大程度上取决于操作者的工作经验??和技巧，易造成磨抛后叶片型面质量难以控制，导致叶片合格率很低、??琴ＢＨ??图１．３叶片手工磨抛??另外，在现有工厂内叶片的加工过程中，叶片型面的质量检测都需要在加工??机床上取下叶片，再到专门的测量系统上进行检测，常用的检测设备是三坐标测??量仪，检测完成后，再转移回到加工机床上，再一次装夹、定位，进行后续倐整??２??
联动数控加工机床上对毛坯件进行铣削加工，其目的是先使得零件的尺寸精度得??以满足，而表面质量要求的保证通常都需要采用磨削和抛光工艺，一般是采用砂??带作为工具，进行如图１．３所示的手工磨抛修整加工，人工完成一个叶片的磨抛??修整加工不仅耗时长，而且在磨抛过程中会产生大量的粉末，加工环境的恶劣严??重影响操作者的健康。由于手工磨抛的质量很大程度上取决于操作者的工作经验??和技巧，易造成磨抛后叶片型面质量难以控制，导致叶片合格率很低、??琴ＢＨ??图１．３叶片手工磨抛??另外，在现有工厂内叶片的加工过程中，叶片型面的质量检测都需要在加工??机床上取下叶片，再到专门的测量系统上进行检测，常用的检测设备是三坐标测??量仪，检测完成后，再转移回到加工机床上，再一次装夹、定位，进行后续倐整??２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂型面砂带磨削技术的研究应用进展[J]. 孙杰,曲中兴,张立武,张鑫. 制造技术与机床. 2017(11)
[2]航空发动机叶片加工变形控制技术研究现状[J]. 李勋,于建华,赵鹏. 航空制造技术. 2016(21)
[3]在线测量技术在机械加工中的应用与发展[J]. 于海波. 中外企业家. 2016(14)
[4]基于NURBS曲面插值的船体曲面重构[J]. 钱宏,刘敏,贺庆,刘朕明,荣焕宗. 中国造船. 2016(01)
[5]工业产品的逆向工程技术及应用[J]. 李庆,邢志勇. 重庆文理学院学报(社会科学版). 2016(02)
[6]整体叶盘抛光技术的研究现状及发展趋势[J]. 黄云,肖贵坚,邹莱. 航空学报. 2016(07)
[7]激光位移传感器在自由曲面测量中的应用[J]. 李兵,孙彬,陈磊,魏翔. 光学精密工程. 2015(07)
[8]新一代商用航空发动机叶片的先进加工技术[J]. 王辉,吴宝海,李小强. 航空制造技术. 2014(20)
[9]航空发动机整体叶轮光整加工现状及方法研究[J]. 张宏友,吴鸣宇. 机械制造与自动化. 2013(01)
[10]基于NURBS插补算法的数控雕刻机控制系统的设计与实现[J]. 李建奇,肖继国,贺盛修,钟威,艾毅军. 计算机测量与控制. 2012(12)
博士论文
[1]叶片复杂曲面原位测量关键技术研究[D]. 刘佳.吉林大学 2016
[2]基于NURBS的复杂曲线曲面高速高精度加工技术研究[D]. 余道洋.合肥工业大学 2014
[3]自由曲面加工刀具路径轨迹规划算法研究[D]. 赵世田.南京航空航天大学 2011
[4]基于NURBS曲面的汽轮机叶片重构及插补算法的应用研究[D]. 乐英.华北电力大学 2011
[5]基于点云数据的复杂型面数字化检测关键技术研究及其系统开发[D]. 张学昌.上海交通大学 2006
[6]基于激光测量的自由曲面数字制造基础技术研究[D]. 李剑.浙江大学 2002
硕士论文
[1]叶片混联磨抛机床控制系统及算法研究[D]. 张超鹏.吉林大学 2017
[2]叶片自由曲面原位测量方法与实验研究[D]. 于海洋.吉林大学 2017
[3]面向有限测点的弯扭叶片曲线/曲面重构方法研究[D]. 吴佳露.哈尔滨工业大学 2016
[4]复杂薄壁件原位测量与轮廓误差评估[D]. 韩克平.华中科技大学 2016
[5]串并混联叶片磨抛机床整机性能分析[D]. 刘海忠.吉林大学 2015
[6]叶片型面测量技术研究及其误差分析[D]. 刘继明.吉林大学 2015
[7]散乱点云精简及三角网格重构技术研究[D]. 魏玫.南昌大学 2014
[8]基于NURBS控制点重构的曲面加工误差测量与评定技术研究[D]. 王益.浙江大学 2014
[9]曲线曲面的NURBS造型技术与数控仿真[D]. 彭小军.长安大学 2013
[10]非接触式光学自由曲面原位测量方法的研究[D]. 李坡.天津大学 2012
本文编号：3496327
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