曲面零件的材料去除量建模與試驗研究

張晶晶，劉 佳，楊勝強，喬志杰

（1.太原理工大學機械與運載工程學院，山西太原 030024；2.精密加工山西省重點實驗室，山西太原 030024）

1 引言

航空發動機葉片多為自由曲面，均勻一致的拋磨去除量是獲得良好表面完整性的關鍵。研究自由曲面的材料去除廓形是整個拋磨過程的理論基礎，為后續拋磨過程中接觸力控制和拋磨速度、工藝參數等的選擇提供依據。針對此問題，國內外諸多學者對自由曲面拋磨的材料去除模型進行了理論分析、仿真和試驗研究。文獻［1］研究了刀具路徑對拋光中材料去除量的影響，得出刀具路徑方向的變化應分布均勻，路徑線的方向應在整個表面上保持平衡，能夠獲得均勻的拋光效果。文獻［2］研究了傾斜拋磨盤的材料去除率，用材料去除云圖表示不同軌跡下的仿真去除效果，得出采用變半徑的擺線拋磨能夠獲得均勻的表面去除量。文獻［3］從材料去除理論、壓力模型等方面研究了傾斜拋磨盤的材料去除率，其與法向壓力、拋磨盤位姿、轉速有關，當生成拋磨路徑后，其材料去除率僅與法向壓力有關。文獻［4］研究了圓柱形磨頭拋磨曲面零件的材料去除模型與參數標定，最后通過實驗驗證模型的可靠性。文獻［5］推導出砂帶拋磨自由曲面的接觸廓形預測模型，采用仿真分析該模型的去除能力并進行實驗驗證。

這里基于現有的六自由度機器人拋磨裝置，研究百葉輪磨具和自由曲面葉片接觸過程中，接觸廓形和材料去除量與拋磨工藝參數的規律，建立精確的材料去除量模型，為后續實現材料去除量的精準控制提供理論依據。……