在我國航空航天、運載、國防等重大工程領域中,出現了一批必須滿足其高性能要求的大型不規(guī)則薄壁零件,如火箭發(fā)動機噴管、火箭推進劑共底構件、火箭燃料貯箱壁板等。這類零部件具有幾何尺寸大、形狀復雜、結構剛度低、材料難加工等制造特點,易在半精加工階段產生較大的結構變形。若僅按照原始設計尺寸或模型進行常規(guī)數控加工,無法加工出滿足幾何精度和性能要求的零件。本文以我國大型／重載液體火箭發(fā)動機的研制為工程背景,依托國家自然科學基金重點基金（No.50835001）、裝備預研基金重點基金（No.9140x×××××××××x0902）和航天科技集團委托項目,針對大型不規(guī)則薄壁零件加工精度難以保證的問題,開展高效、精密數字化加工方法與關鍵技術的研究。針對大型不規(guī)則薄壁零件尺寸誤差或結構變形導致實際加工曲面與設計模型不一致的加工難題,提出一種基準關聯約束的精加工目標曲面生成方法�；贓.Cartan活動標架和曲面相伴理論,利用在機實測的幾何參數數據,在分析被測面、基準面及加工目標曲面的空間位姿關系基礎上,研究精加工目標曲面建模技術及曲面生成算法,再設計出精加工目標曲面。為提高大型復雜幾何廓形的測量速度與精度,... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：125 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 曲面生成方法
        1.2.2 曲面精密測量技術
        1.2.3 切削性能分析
        1.2.4 測量-加工一體化系統
    1.3 課題來源及論文主要內容
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 論文主要內容
2 基于活動標架理論的加工目標曲面生成方法
    2.1 曲面活動標架理論
    2.2 曲面建模
        2.2.1 相伴曲面
        2.2.2 加工目標曲面
    2.3 目標曲面求解
        2.3.1 參考面雙三次B樣條表示
        2.3.2 標架矩陣
        2.3.3 曲面生成算法
    2.4 本章小結
3 基于截面線法的激光快速掃描測量
    3.1 曲面坐標提取原理
    3.2 模型已知曲面的掃描測量
        3.2.1 掃描軌跡
        3.2.2 測量控制點
        3.2.3 測量行距
    3.3 模型未知曲面的掃描測量
        3.3.1 掃描進給步長
        3.3.2 測量行距
        3.3.3 跟蹤采樣
        3.3.4 自適應采樣算法
    3.4 測量實驗
    3.5 本章小結
4 點激光三角法測量精度分析
    4.1 光學三角法位移測量原理
    4.2 位移測量仿真
        4.2.1 單元建模
        4.2.2 離散能量光斑
        4.2.3 位移評定
    4.3 入射角影響分析
        4.3.1 位移測量誤差
        4.3.2 校準實驗設計
        4.3.3 仿真預測
        4.3.4 結果分析
    4.4 本章小結
5 不銹鋼材料切削力和加工振動建模與預測
    5.1 不銹鋼材料可加工性分析
    5.2 三維穩(wěn)態(tài)切削力建模與預測
        5.2.1 刀具幾何模型
        5.2.2 力學關系模型
        5.2.3 瞬時切屑厚度
        5.2.4 切削力預測算法
    5.3 基于多頻法的加工振動預測
        5.3.1 動態(tài)切削力
        5.3.2 加工穩(wěn)定性預測
    5.4 加工實驗
        5.4.1 切削力實驗
        5.4.2 穩(wěn)定性葉瓣圖
    5.5 本章小結
6 液體火箭發(fā)動機噴管測量-加工一體化系統研制
    6.1 火箭發(fā)動機噴管的加工特征
    6.2 多工位加工工藝方案
    6.3 機械系統
        6.3.1 機床運動分析與總體結構
        6.3.2 噴管立式裝夾
        6.3.3 可轉位銑頭
    6.4 控制系統
        6.4.1 雙通道控制
        6.4.2 雙電機串聯控制
        6.4.3 多個模擬主軸控制
    6.5 軟件系統
        6.5.1 系統通信構架
        6.5.2 功能模塊與算法
        6.5.3 功能界面
    6.6 本章小結
7 加工實驗與實際應用
    7.1 實驗條件
    7.2 廓形測量
    7.3 銑槽加工
    7.4 樣件試切
    7.5 本章小結
結論
論文創(chuàng)新點
參考文獻
附錄A 機床精度
附錄B 軟件系統人機交互界面
附錄C 專利證書
攻讀博士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]高性能零件的性能與幾何參數一體化精密加工方法與技術[J]. 郭東明.  中國工程科學. 2011(10)
[2]中國重型運載火箭動力系統研究[J]. 譚永華.  火箭推進. 2011(01)
[3]G1連續(xù)三角Bézier曲面模型快速生成算法[J]. 孫殿柱,李心成,李延瑞,田中朝.  機械工程學報. 2010(15)
[4]自由曲面光學元件的設計、加工及面形測量的集成制造技術[J]. 李榮彬,張志輝,杜雪,孔令豹,蔣金波.  機械工程學報. 2010(11)
[5]未知自由曲面數字化自適應采樣方法[J]. 盧科青,王文,陳子辰.  機械工程學報. 2010(09)
[6]基于距離函數運動生成曲面的識別和重構方法[J]. 羅晨,朱利民,丁漢.  機械工程學報. 2009(10)
[7]一種基于機器人的曲面測量、建模和加工方法[J]. 趙吉賓,劉偉軍,孫玉文.  儀器儀表學報. 2008(02)
[8]立銑切削力分類研究及精確銑削力模型的建立[J]. 康永剛,王仲奇,吳建軍,姜澄宇.  航空學報. 2007(02)
[9]中國制造任重道遠 裝備中國責無旁貸——中國裝備制造業(yè)現狀與發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 陸燕蓀.  機械工程學報. 2007(01)
[10]RE-SOFT系統架構及關鍵技術[J]. 柯映林,王青,范樹遷,朱偉東,李岸,陳曦.  浙江大學學報(工學版). 2006(08)

博士論文
[1]銑削動力學—穩(wěn)定性分析方法與應用[D]. 丁燁.上海交通大學 2011
[2]五軸數控銑削加工幾何—動力學建模與工藝參數優(yōu)化[D]. 張小明.上海交通大學 2009
[3]大型配對型面數字化制造技術的研究[D]. 王春.大連理工大學 2002



本文編號：3358595