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高性能复杂形状零件在现代工业中的应用越来越广泛。高性能复杂形状零件的加工过程往往是一个并行与串行相结合的多源多工序加工过程。机床夹具偏差、零件误差以及加工过程中的其他误差,对高性能复杂形状零件的加工质量和效率影响很大,这些误差在多工序加工过程中不断传递、累积与耦合,形成了动态变化的加工误差流。开展复杂形状零件精密、高效的安装与加工方法研究,已成为国内外专家学者和工程技术人员关注的热点之一。论文围绕复杂形状工件多工序加工过程中的误差传递、建模与控制开展了研究,论文的成果和创新点如下:(1)基于误差流概念,描述了复杂形状零件多工序加工过程的误差传递规律,分析了夹具误差、关联工序(步)误差等误差源对工件加工精度的影响机制,根据刚体空间运动的齐次变换法,构建了多工序加工过程与齐次坐标变换之间的映射关系,结合离散事件动态系统的特性及研究方法,提出并构建了面向主动寻位与状态记忆(Initiative Location and State Memory,IL&SM)夹具系统的多工序加工误差传递模型(Error Propogation Model for Multi-operation Machining bades on IL&SM Fixturing System,EPMM ),并采用齐次变换和小误差理论,建立了工件的初始安装误差,关联工序之间的夹具误差以及IL&SM夹具系统的安装误差的几何关系模型,通过误差综合推导出了 EPMM模型的详细结构,并给出了相关系数矩阵的具体形式。该模型有效地描述了 IL&SM夹具系统多工序加工误差流影响,进一步完善了误差传递理论及其分析计算模型。(2)通过分析IL&SM夹具系统中工件安装误差及其误差源特性,从信息与控制的角度出发,提出了一种基于主动寻位安装的多工序加工误差控制方法,探讨了基于坐标测量和基于影像测量的寻位信息获取技术,并根据最小二乘法求解出工件的初始安装模型,根据夹具寻位信息建立了基于主动寻位安装的多工序误差控制模型(Error Control Model for Multi-operation Setup based on IL&SM Fixturing System,ECMM )。基于此模型,通过主动检测IL&SM夹具的实际形貌,构建工序基准转换几何模型,以精确求解出工件在机床上的实际安装位姿,实现了顺应夹具现实的加工,即通过对IL&SM夹具参考基准误差及其组装误差的度量,进一步提高了加工误差的综合判别能力和计算精度,并为精确控制加工误差提供了理论依据。(3)基于多工序加工误差控制方法及模型,针对位置精度要求很高,但缺乏理想或统一安装基准的回转体零件在多工序加工中存在的技术瓶颈,提出了面向该类回转体零件的主动寻位安装工艺,通过主动寻位实现工件在初始夹具(Ⅰ类夹具)中的准确定位,并形成工件夹具系统,然后采用精密接口技术实现设计了 Ⅱ夹具,通过Ⅰ/Ⅱ类夹具之间的寻位接口,实现了工件夹具系统在机床上的快速安装。(结合主动寻位安装理论及工艺方法。)以导弹天线罩为对象,进行了天线罩多工序安装转换位置误差的分析,制定了天线罩多工序加工过程中的主动寻位安装工艺,构建了相应的多工序误差控制模型及其误差敏感方向的工序精度分配,并研制了某型号导弹天线罩的主动寻位安装系统,为主动寻位安装工艺及其多工序精度有效控制的工程应用提供了技术支持。以上提出的相关理论研究成果及其多工序主动寻位安装系统,已进行了大量的工程测试与相关应用。工程测试与应用结果表明,本文提出的复杂零件主动寻位方法及其精密加工关键技术的可行性和有效性,在保证复杂形状零件的加工精度、大型缺乏理想或统一安装基准的回转体工件的精确定位,提高其加工效率中发挥了重要作用。