薄壁變壁厚零件切削加工建模及其實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、推進(jìn)劑貯箱是空間飛行器推進(jìn)系統(tǒng)的重要部件，其中隔膜貯箱以其可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在空間飛行器上。它工作時(shí)，通過增壓氣體擠壓隔膜片使其變形翻轉(zhuǎn)，將推進(jìn)劑輸送到管路，實(shí)現(xiàn)空間飛行器推進(jìn)劑的供應(yīng)。這種貯箱隔膜片能否有效翻轉(zhuǎn)是影響貯箱性能的關(guān)鍵因素，其中隔膜片的厚度均勻性是保證其有效翻轉(zhuǎn)的主要指標(biāo)。航天八院的某型號(hào)金屬膜片是由純鋁制成的薄壁半球殼零件，其厚度的均勻性是在車削精加工過程中保證。然而，傳統(tǒng)的加工方法自動(dòng)化程度低，成品率低

2、，加工周期長，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)效率，本文為解決該型號(hào)金屬膜片精加工過程中壁厚超差的難題，提高零件的生產(chǎn)效率，進(jìn)行了深入的研究。
　　首先，通過研究逆向工程中的曲面重構(gòu)技術(shù)，結(jié)合零件現(xiàn)有的加工工藝和其自身形狀特點(diǎn)，針對(duì)零件厚度均勻性的加工要求，提出厚度建模的概念和方法。采用超聲波測厚儀進(jìn)行原始厚度數(shù)據(jù)采集，規(guī)劃圓周和母線方向的雙有序測量點(diǎn)并進(jìn)行測厚，利用雙三次B樣條曲面重構(gòu)技術(shù)建立厚度參數(shù)曲面模型，完成零件的數(shù)字化建模；針對(duì)加工中母線

3、和圓周方向進(jìn)給勻速的特點(diǎn)，采用三次B樣條等參數(shù)分割的方法，獲得零件的刀位點(diǎn)及其相應(yīng)的背吃刀量，該方法既滿足精度要求，且具有較高的效率。
　　其次，將上述理論與方法運(yùn)用于實(shí)際的研究與開發(fā)中，并通過對(duì)控制方案的比較討論，研制了薄壁變壁厚自動(dòng)車削系統(tǒng)，它采用工控機(jī)作為上位機(jī)、PLC作為下位機(jī)的方式進(jìn)行控制；微動(dòng)伺服刀架采用交流伺服電機(jī)加滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)；采用觸摸屏實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互的功能，并通過VC++編制上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、通信等