葉片機器人砂帶磨削系統(tǒng)數(shù)字樣機建立與分析.pdf

1、隨著科技發(fā)展，航空工業(yè)對大推重比、高可靠性發(fā)動機的需求不斷提高。葉片作為航空發(fā)動機的關(guān)鍵部件，其型面尺寸精度及表面質(zhì)量對發(fā)動機性能有著重要影響。葉片材料通常為鈦合金或高溫合金，因其材料切削加工性差，故對其表面精整十分困難。國內(nèi)葉片多采用精密鍛造后進(jìn)行人工磨拋的加工方法，由于葉片邊緣曲率變化大，人工磨削一致性差，導(dǎo)致加工余量不均勻，故較難滿足尺寸公差及表面粗糙度要求。
　　針對上述問題，本文開發(fā)了一套葉片砂帶磨削系統(tǒng)，使用工業(yè)機器人

2、實現(xiàn)葉片磨削自動化加工。本砂帶磨削系統(tǒng)由磨削機構(gòu)主體、工業(yè)機器人、激光跟蹤儀及相關(guān)控制系統(tǒng)組成，用于磨削長度在50～100mm左右的小型葉片。針對葉片型面特點，開發(fā)出一套接觸輪在線更換機構(gòu)，根據(jù)不同葉片型面曲率更換不同尺寸接觸輪，保證接觸輪與葉片良好接觸。
　　對單顆粒磨削接觸模型進(jìn)行研究，得出磨削去除率與磨削參數(shù)之間的關(guān)系，以此確定了恒力磨削方案。設(shè)計了恒力磨削補償機構(gòu)，并對磨削力進(jìn)行解耦，使用比例閥及壓力傳感器實現(xiàn)磨削壓力精確

3、控制。利用CATIA軟件建立系統(tǒng)數(shù)字樣機模型，對各部件進(jìn)行虛擬裝配、空間干涉分析及人機工程分析，結(jié)果表明空間結(jié)構(gòu)較合理。
　　在確定各部件具體尺寸后，使用ANSYS軟件對系統(tǒng)關(guān)鍵部件進(jìn)行靜力分析和模態(tài)分析，并根據(jù)分析結(jié)果對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后部件的剛度等指標(biāo)滿足許用要求。對優(yōu)化后系統(tǒng)的模態(tài)進(jìn)行分析，獲得前六階固有頻率和各階振型圖，其各階固有頻率遠(yuǎn)離工作頻率，不會產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
　　根據(jù)機器人磨削過程運動模型，導(dǎo)出砂帶磨削系統(tǒng)