薄壁變壁厚零件切削加工建模及其實驗研究.pdf

1、推進劑貯箱是空間飛行器推進系統(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)點被廣泛應(yīng)用在空間飛行器上。它工作時，通過增壓氣體擠壓隔膜片使其變形翻轉(zhuǎn)，將推進劑輸送到管路，實現(xiàn)空間飛行器推進劑的供應(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。航天八院的某型號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)的加工方法自動化程度低，成品率低

2、，加工周期長，嚴重制約了生產(chǎn)效率，本文為解決該型號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，針對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并進行測厚，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；針對加工中母線

3、和圓周方向進給勻速的特點，采用三次B樣條等參數(shù)分割的方法，獲得零件的刀位點及其相應(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用于實際的研究與開發(fā)中，并通過對控制方案的比較討論，研制了薄壁變壁厚自動車削系統(tǒng)，它采用工控機作為上位機、PLC作為下位機的方式進行控制；微動伺服刀架采用交流伺服電機加滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)；采用觸摸屏實現(xiàn)了人機交互的功能，并通過VC++編制上位機軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、計算、通信等