航空发动机叶片机器人精密砂带磨削研究现状及发展趋势

作者： 黄云   肖贵坚   邹莱   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 机器人砂带磨削   轨迹规划   磨削机理   航空发动机叶片   表面完整性  

描述： 航空发动机叶片的型面精度及表面完整性对其疲劳寿命和气流动力性等影响巨大。机器人砂带磨削由于其灵活性好、易于调度、通用性强等特点成为提高叶片表面完整性的有效加工方法之一,但是工业机器人一般仅适用于粗加工,而对于半精加工以及精加工,提高机器人的定位精度是决定加工质量的关键问题。因此,对航空发动机叶片机器人砂带磨削研究现状进行归纳总结,为实现叶片精密磨削提供参考。首先,对叶片机器人砂带磨削系统的组成和结构形式进行了论述,从磨削接触廓形、材料去除规律和表面完整性等方面对砂带磨削机理进行了分析;其次,分别从基于CAD模型、数学模型和人工知识学习三方面总结了叶片机器人砂带磨削轨迹规划方法;然后,对叶片机器人砂带磨削运动控制技术研究进行了介绍,并分析了叶片机器人砂带磨削系统及集成技术;最后,对航空发动机叶片机器人砂带磨削研究现状进行了总结,在此基础上对其发展趋势进行了分析。

“航空构件高服役表面加工技术”专题序言

作者： 黄云   肖贵坚   来源： 表面技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 加工技术  

描述： 叶片、整体叶盘、机匣、齿轮等航空构件是传递动力的关键核心部件,其表面的精密加工代表国家工业和国防装备水平。高服役性航空构件是克服极端工况影响的新型构件,直接决定装备转动系统的振动、噪音、寿命等服役性能及其核心竞争力。开展航空构件高服役表面加工技术研究,对保障国家经济和军事安全具有重大意义。为此,编辑部策划了“航空构件高服役表面加工技术”专题,旨在分享先进表面加工技术在航空航天难加工材料及其构件表面的高质量、低损伤、抗疲劳等方面的理论与应用研究成果,反映一些热点问题和研究进展,为从事航空航天领域机械部件表面加工相关研究和技术人员提供集中交流的渠道和方式,特别希望通过技术创新融合和学科交叉,为航空航天关键部件表面加工技术提供新思路和方法。

基于单颗粒模型的航发叶片砂带磨削微观仿生锯齿状表面形成及试验

作者： 肖贵坚   贺毅   黄云   李伟   李泉   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 单颗粒模型   锯齿状表面   鲨鱼皮   钛合金叶片   仿生表面   砂带磨削  

描述： 基于鲨鱼皮衍生出来的微观仿生表面被广泛应用于机翼等航空零部件的设计中，对于提高航空零部件的疲劳寿命、气流动力性等服役性能具有重要作用。砂带磨削能实现零部件表面的高完整性要求的加工，故常用于叶片、整体叶盘等复杂曲面的精密磨削，且能实现微观表面形状，但目前缺乏砂带磨削微观表面的系统研究从而难以实现其精确控制。首先，分析了微观仿生锯齿状表面的典型结构特征，基于单颗粒砂带磨削模型，研究了单颗粒砂带磨削去除机理；然后，建立了砂带磨削多颗粒参数化数学模型，提出了微观仿生锯齿状表面砂带磨削方法；最后，以钛合金叶片型面为对象，搭建以钛合金为典型材料的微观仿生锯齿状表面砂带磨削基础实验平台，进行仿生表面的试验验证。通过对磨削后叶片的表面微观形状参数进行检测，结果表明通过砂带磨削方法实现的微观仿生锯齿状表面以锯齿形沟槽为主，其中沟槽的宽度在2.5～8 μm之间、平均值为4.91 μm，沟槽的高度在3.5～9 μm之间、平均值为5.91 μm，沟槽的夹角在28°～68°之间、平均值为42.3°，验证了微观仿生锯齿状表面砂带磨削的可行性。

航空发动机钛合金叶片机器人浮动砂带磨削技术及其试验研究

作者： 黄云   侯明明   刘阳   肖贵坚   张友栋   宋康康   来源： 航空制造技术 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 机器人   航空发动机   钛合金叶片   砂带磨削   浮动磨削  

描述： 压气机钛合金叶片为航空发动机关键零部件,其制造质量和加工精度对整机工作性能有至关重要的影响。由于该叶片型面结构复杂,打磨工作常由人工完成,其打磨效率低,打磨质量一致性难以保证。对航空发动机钛合金叶片机器人浮动砂带磨削技术进行分析,并进行了相关试验研究。试验结果表明钛合金叶片的机器人浮动砂带磨削技术能适应钛合金叶片的打磨要求,打磨后的叶片表面粗糙度Ra在0.4μm以内,表面三维形貌一致性较好,磨削后的进排气边的形状保持一定的圆度状态。

航空发动机钛合金叶片机器人浮动砂带磨削技术及其试验研究

作者： 黄云   侯明明   刘阳   肖贵坚   张友栋   宋康康   来源： 航空制造技术 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 机器人   航空发动机   钛合金叶片   砂带磨削   浮动磨削  

描述： 压气机钛合金叶片为航空发动机关键零部件,其制造质量和加工精度对整机工作性能有至关重要的影响。由于该叶片型面结构复杂,打磨工作常由人工完成,其打磨效率低,打磨质量一致性难以保证。对航空发动机钛合金叶片机器人浮动砂带磨削技术进行分析,并进行了相关试验研究。试验结果表明钛合金叶片的机器人浮动砂带磨削技术能适应钛合金叶片的打磨要求,打磨后的叶片表面粗糙度Ra在0.4μm以内,表面三维形貌一致性较好,磨削后的进排气边的形状保持一定的圆度状态。

航空发动机整体叶盘数控砂带磨削变形行为及其试验研究

作者： 刘秀梅   肖贵坚   刘智武   雷海峰   吴晓锋   周峰   韩靖宇   杨小叁   宋康康   来源： 金刚石与磨料磨具工程 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 整体叶盘   磨削试验   数控砂带磨削   变形行为  

描述： 针对航空发动机整体叶盘结构复杂,铣削后表面纹理明显,粗糙度和型线精度无法达到设计要求,手工抛光后叶盘表面质量和型面精度难以满足工艺要求的现状,开展整体叶盘数控砂带磨削变形行为及其试验研究。分析整体叶盘数控砂带磨削全型面磨削过程,阐述整体叶盘数控砂带磨削的变形机理,提出一种新型开式数控砂带磨削方法。进行基于ANSYS的磨削变形仿真分析,提出带有压力反馈的磨削压力控制系统方案,实现磨削变形的控制。用磨削试验装置进行整体叶盘精密数控砂带磨削试验,结果表明:整体叶盘数控砂带磨削后,表面粗糙度小于0.4μm,型线精度高于0.05 mm,能够很好地适应叶片变形,实现数控砂带磨削替代手工抛光,提高磨削效率,满足设计要求。

航空发动机整体叶盘数控砂带磨削变形行为及其试验研究

作者： 刘秀梅   肖贵坚   刘智武   雷海峰   吴晓锋   周峰   韩靖宇   杨小叁   宋康康   来源： 金刚石与磨料磨具工程 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 整体叶盘   磨削试验   数控砂带磨削   变形行为  

描述： 针对航空发动机整体叶盘结构复杂,铣削后表面纹理明显,粗糙度和型线精度无法达到设计要求,手工抛光后叶盘表面质量和型面精度难以满足工艺要求的现状,开展整体叶盘数控砂带磨削变形行为及其试验研究。分析整体叶盘数控砂带磨削全型面磨削过程,阐述整体叶盘数控砂带磨削的变形机理,提出一种新型开式数控砂带磨削方法。进行基于ANSYS的磨削变形仿真分析,提出带有压力反馈的磨削压力控制系统方案,实现磨削变形的控制。用磨削试验装置进行整体叶盘精密数控砂带磨削试验,结果表明:整体叶盘数控砂带磨削后,表面粗糙度小于0.4μm,型线精度高于0.05 mm,能够很好地适应叶片变形,实现数控砂带磨削替代手工抛光,提高磨削效率,满足设计要求。