本文摘要:
隨著航空器的不斷升級換代,航空發動機零件在特征結構、材料種類和精度等級方面的要求越來越高。為適應設計端需求的變化,數控機床正逐步朝著單機功能復合化、系統智能化的方向快速發展,智能制造技術與復合加工中心的結合應用是未來發展趨勢。國外高端車銑復合制造裝備在其長期積淀下已具備相當程度的智能化水平,而國內仍處于不斷追趕的階段之中,主要差距不僅體現在設備精度保持性上,還包括設備配套工業軟件、數控系統智能化功能上。通過借助通用工程軟件和后置處理技術可以在部分策略中實現復合加工數控編程和運動模擬仿真,同時,在機床運行數據實時采集的基礎上利用外部先進算法對加工過程進行干預、調整,也能在一定程度上提高車銑復合加工裝備的智能化水平,進而達到提升航空發動機零件高效率、高精度加工的目的。研究工作主要總結如下:
(1)設計副主軸仿形裝夾接口,可以實現族類特征零件的柔性高效加工。但裝夾接口的非回轉異形特征提高了動態同步對接的難度,在正式加工前需通過打表測量等手段獲得準確的副主軸裝夾坐標系,并與主軸上工件坐標系保持同步。
(2)通過UG后處理器Post Builder和TCL語言的結合,可以實現車銑復合中心的專用后置開發,完成了極坐標、3+2、五軸加工、主副軸同步加工等常用加工策略的后置處理,該后置文件可滿足常見零件加工編程需求。但對于多刀塔車銑復合機床涉及的多任務同步加工策略未進行研究。
(3)利用KTX1250TC設備數控系統自有的主軸功率信號,通過數據采集、分析并結合智能控制算法,實現加工過程的實時監控、異常處理和進給自適應調整,提高了車銑復合設備在航空發動機零件加工過程中的智能化水平。通過零件實物加工,驗證了自適應加工系統可滿足車銑復合加工中心在不影響加工穩定性的前提下提高加工效率。下一步可利用多種物理量傳感器對設備進行改造,實現車銑加工中心對加工過程振動、噪音和切削力等信號的監測能力,并結合機器視覺視頻監控和物理仿真技術,建立加工過程數字孿生體,進一步提升車銑復合設備在航空發動機零件制造領域的智能化應用水平。
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