復(fù)雜結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工精度與穩(wěn)定性控制
隨著航天發(fā)動(dòng)機(jī)性能和技術(shù)指標(biāo)的不斷提升,涌現(xiàn)出葉輪、機(jī)匣、艙段、壁板等大量服役于高溫、高應(yīng)力惡劣工況的高性能復(fù)雜結(jié)構(gòu)件,此類零件結(jié)構(gòu)整體成形、型腔封閉狹小、型面精度苛刻、薄壁易于變形、材料難于切削、極低損傷要求,迫切需要解決高速切削機(jī)理、刀具設(shè)計(jì)制造、刀具路徑規(guī)劃、加工顫振抑制等制約高速切削加工效率、精度、穩(wěn)定性的瓶頸問題。
項(xiàng)目在“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金的支持下,系統(tǒng)掌握了航天特種難加工材料高速切削工藝規(guī)律,提出了五軸銑削刀具“結(jié)構(gòu)-參數(shù)-動(dòng)態(tài)特性”一體化設(shè)計(jì)與無瞬心包絡(luò)刃磨方法,提出了多軸銑削刀具路徑高階切觸規(guī)劃和精度控制方法,提出了多軸銑削加工過程穩(wěn)定性預(yù)測與顫振在線抑制方法,掌握了多軸加工的裝備工藝交互行為及其動(dòng)態(tài)演變規(guī)律,揭示再生效應(yīng)和過程阻尼對加工穩(wěn)定性的影響,通過刀具結(jié)構(gòu)模態(tài)耦合調(diào)整工藝系統(tǒng)阻尼,實(shí)現(xiàn)顫振在線抑制,顯著擴(kuò)大了極限穩(wěn)定區(qū)域。
形成了完整和自主可控的多軸加工穩(wěn)定性控制技術(shù)體系,應(yīng)用于“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)五軸加工中心、車銑復(fù)合加工中心和數(shù)控系統(tǒng)換腦工程,顯著提升了國產(chǎn)高檔裝備和精密刀具對于航天復(fù)雜結(jié)構(gòu)件精密制造的適用性和可靠性,獲北京市科技獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、中國專利獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)1項(xiàng)。
北京理工大學(xué)
2023-05-10