【摘要】：近年來,高質(zhì)量要求的曲面零件被廣泛應(yīng)用于模具、航空航天等領(lǐng)域。磨拋是曲面零件加工不可缺少的一部分,而目前曲面的磨拋加工主要依靠人工,費(fèi)時費(fèi)力,工作環(huán)境特別惡劣,對工人技術(shù)要求較高,且難以保證加工去除的一致性;機(jī)器人磨拋加工效率高,加工一致性好,成本低,引起了人們廣泛的關(guān)注。本課題針對航空發(fā)動機(jī)擴(kuò)張密封片和擴(kuò)張調(diào)節(jié)片基體及表面氧化鋯熱障涂層材料的磨拋加工,圍繞機(jī)器人自動化磨拋技術(shù)展開了相關(guān)的研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)搭建了復(fù)雜曲面機(jī)器人自動磨拋平臺,設(shè)計了一套柔性磨拋工具,該磨拋工具基于力控制能夠保持恒定的磨拋壓力,克服了機(jī)器人剛性與柔性的矛盾。(2)應(yīng)用有限元法對單顆磨粒切削過程進(jìn)行了仿真,分析了磨粒切削速度、切削深度對磨削力、磨削區(qū)域最高溫度的影響規(guī)律,對磨拋去除機(jī)理及特征進(jìn)行了更深入的分析;利用ANSYS workbench建立了不同受力狀態(tài)下接觸區(qū)域壓強(qiáng)的分布情況,得出了不同狀態(tài)下接觸區(qū)域壓強(qiáng)分布的規(guī)律;基于Preston建立了材料去除模型。(3)利用搭建的機(jī)器人自動化磨拋平臺,進(jìn)行不同工藝參數(shù)自動磨拋加工試驗,分析了不同工藝參數(shù)下其表面粗糙度Ra值和截面輪廓曲線規(guī)律,通過單因素實驗研究了主要磨拋參數(shù)對材料粗糙度和去除深度的影響規(guī)律。(4)在基礎(chǔ)工藝試驗的基礎(chǔ)上,對某型航空發(fā)動機(jī)擴(kuò)張密封片和擴(kuò)張調(diào)節(jié)片進(jìn)行了磨拋加工。先是對擴(kuò)張密封片和調(diào)節(jié)片基體表面進(jìn)行了磨拋加工,而后基于正交實驗確立了擴(kuò)張密封片和調(diào)節(jié)片氧化鋯涂層磨拋加工最優(yōu)的工藝參數(shù)組合和工藝步驟,最終完成了擴(kuò)張密封片和調(diào)節(jié)片整體的工藝規(guī)劃。
【圖文】：

１．１課題研究的背景逡逑近些年來我國制造業(yè)發(fā)展迅速，取得了一定的成果和進(jìn)步，但與國外先進(jìn)水逡逑平相比仍有較大的差距，特別是重要零部件的制造精度遠(yuǎn)不及西方發(fā)達(dá)國家，關(guān)逡逑鍵部件受制于人的局面并未得到根本改變。因此，國家調(diào)整未來工業(yè)發(fā)展的重心逡逑往機(jī)械制造業(yè)傾斜，其目的是提高機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)效率和零件的加工精度，這逡逑是關(guān)系國家軍事＇經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步的重大問題⑴。曲面零件在生產(chǎn)生活中應(yīng)用逡逑非常廣泛，扮演著非常重要的角色，如汽車輪轂，船用螺旋槳，衛(wèi)浴零件，飛機(jī)逡逑葉片等。目前傳統(tǒng)的曲面磨拋加工主要依靠技術(shù)熟練的工人手工操作，不僅效率逡逑低，生產(chǎn)成本高，精度的一致性無法保證，而且對于有些磨拋環(huán)境，可能會對人逡逑體健康產(chǎn)生不利影響。隨著這些年勞動力成本的上升和人們對健康的逐漸重視，逡逑尋找一種可以代替人工的磨拋方式顯得越發(fā)重要。逡逑

邐（ｂ）船用螺旋槳邐（ｃ）汽車輪轂逡逑圖１．１常見曲面零件逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｃｏｍｍｏｎ邋ｆｒｅｅｆｏｒｍ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｏｆ邋ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ逡逑１９５９年美國Ｕｎｉｍａｔｉｏｎ公司生產(chǎn)了世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人Ｕｎｉｍａｔｅ，被用于逡逑通用汽車公司配合壓鑄機(jī)的上下料，開創(chuàng)了工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)應(yīng)用的先河。自從第逡逑一臺工業(yè)機(jī)器人的問世，工業(yè)機(jī)器人的在生產(chǎn)制造中的應(yīng)用就越來越廣泛。在現(xiàn)逡逑代制造業(yè)中機(jī)器人是不可或缺的重要設(shè)備，是現(xiàn)代國家智能制造的主要發(fā)展方向，逡逑是一個國家核心競爭力和制造業(yè)水平的核心指標(biāo)【２１。我國是制造大國但不是制造強(qiáng)逡逑國，制造裝備業(yè)的發(fā)展己被置于重中之重。工業(yè)機(jī)器人（ＩＲ）是用于工業(yè)生產(chǎn)的逡逑機(jī)器人統(tǒng)稱，用工業(yè)機(jī)器人代替人工，不僅可以提高工人的安全保障、改善工作逡逑－１－逡逑
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH161

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本文編號：2598897