機器人砂帶磨拋力建模及其在鈦合金葉片加工中的應(yīng)用.pdf

1、復(fù)雜葉片作為航空發(fā)動機、燃氣輪機以及電站汽輪機等大型動力設(shè)備的關(guān)鍵核心部件，其加工幾何精度和表面質(zhì)量對整機工作性能具有重大影響。葉片在精銑或精鍛完成后，其最后加工幾乎普遍依賴于表面光精加工。機器人砂帶磨拋技術(shù)屬于數(shù)字化、智能化制造領(lǐng)域的前沿技術(shù)，國內(nèi)將其應(yīng)用于復(fù)雜葉片的精密加工仍處于探索階段。由于砂帶磨拋的彈性切削特性，磨粒與工件之間的干涉主要由法向壓力引起，因此本文以法向壓力、磨拋速度和進給速度作為機器人磨拋加工的主要初始工藝參數(shù)，建

2、立了砂帶磨拋力模型，并采用機器人主動力反饋方式保持磨拋過程中法向壓力的恒定，研究了磨拋力對磨拋結(jié)果的影響規(guī)律。
　　本文的研究內(nèi)容主要包括：
　　第一、建立了砂帶磨拋過程中切向磨拋力的三分力模型，其中切削分力采用滑移剪切理論，考慮了剪切應(yīng)變、剪切應(yīng)變率以及熱軟化效應(yīng)對材料剪切流動應(yīng)力的影響；滑擦分力采用了摩擦二項式理論，滑擦力系數(shù)被視作與接觸壓強相關(guān)的變系數(shù)；耕犁分力通過單磨粒試驗的犁耕力系數(shù)得到。使用單因素實驗標(biāo)定了模型中

3、的待定常系數(shù)，并分析了砂帶磨拋過程三種機理下磨削分力量化比例的變化規(guī)律。
　　第二、搭建了機器人砂帶恒壓磨拋實驗平臺，開展了鈦合金砂帶恒壓磨拋實驗，并對磨削深度、材料去除率、磨削比功、表面粗糙度以及砂帶磨損等實驗結(jié)果進行了對比分析，總結(jié)了磨拋工藝參數(shù)對上述磨拋過程參數(shù)以及磨拋質(zhì)量效果的影響規(guī)律。同時，探求了上述實驗結(jié)果的變化與三分力比例之間的關(guān)系，并對實驗結(jié)果做出了合理的解釋。
　　第三、利用砂帶恒力磨拋的實驗結(jié)果，選取了4