CN110695856A - 一种用于航空膜盘薄壁复杂表面喷丸方法 - Google Patents

一种用于航空膜盘薄壁复杂表面喷丸方法 Download PDF

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王延忠
苏国营
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Beihang University
Beijing University of Aeronautics and Astronautics
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/10—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for compacting surfaces, e.g. shot-peening

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Abstract

本发明公开了一种用于航空膜盘薄壁复杂表面丸方法，其步骤为：步骤一、采集加工后的膜盘三位形貌；步骤二、获取特征点的法向矢量；步骤三、将矢量参数转化为喷头位点控制方程，生成位置坐标；步骤四、将喷头位置坐标导入数控喷丸机；步骤五、在喷头上安装自制滤丸器；步骤六、通过激光准直器，调整两侧喷头的对中性；步骤六、设定双喷头的喷丸路径；步骤七、给膜盘有一定旋转速度；步骤八、开始喷丸。该喷丸方法可实现双面同步喷丸，减小变形；相对于传统大面积概率性喷丸，可实现定点精细喷丸；相对于传统斜向角度喷丸，该技术可实现法向瞬时喷丸。

Description

一种用于航空膜盘薄壁复杂表面喷丸方法
技术领域
本发明属于航空膜盘表面强化技术领域，特别涉及一种用于航空膜盘薄壁复杂表面喷丸方法。
背景技术
航空膜盘联轴节是近年来世界上研制成功的一种新型联轴器。与老式联轴器相比，它具有高度的工作可靠性，能吸收较大的轴线不对中，无噪音、不用润滑、无需维护保养、适用范围广，尤其适用于高速、重载航空动力装置。航空膜盘作为航空膜盘联轴器的关键零件，其型面是双曲线辐板。最薄厚度只有0.3mm～1.0mm左右，刚度极小，表面强化过程中易变形，一直是航空航天装备制造中的瓶颈技术。目前国内广泛应用的制造方法是通过制造胎具与航空膜盘贴合，作为其支撑，减小其表面喷丸强化过程中得变形。
本发明在普通数控喷丸机上进行改造，采用双喷头的方式，通过添加自制过滤器，实现了膜盘双面同步精准法向瞬时喷丸，成本低、效率高、变形小，契合了航空制造的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：是为了克服现有技术的上述缺陷，提出了一种用于航空膜盘薄壁复杂表面喷丸方法，利用该方法可以实现膜盘双面同步精准法向瞬时喷丸，成本低、效率高、变形小，契合了航空制造的要求。
本发明采用的技术方案为：一种用于航空膜盘薄壁复杂表面喷丸方法，如图1所示，其特征如下：
步骤一、采用激光共聚焦扫描显微镜准确获取航空膜盘表面的三维形貌信息；
步骤二、将膜盘形貌点云导入MATLAB软件中，采用SURFNORM命令获取特征点法向在三维空间XYZ三方向的分量；
步骤三、根据选定的喷丸机结构布局，建立喷丸位点法向喷丸控制方程，并计算位置坐标以及生成相应的数控代码；
步骤四、将喷丸位点控制代码导入数控喷丸机；
步骤五、在双喷头上安装自制滤丸机，实现精准喷丸，如图2所示；
步骤六、通过激光准直器将双喷头进行对中调整，锁紧，实现双面同步喷丸；
步骤七、通过给定Y、Z坐标值，设定双喷头的喷丸路径；
步骤八、通过工装，给膜盘微速旋转；
步骤九、启动程序，开始喷丸。
所述的三维形貌信息需通过使用k-d树进行无序点云去噪；
所述的形貌点的原点为膜盘的初始原点；
所述的位置坐标是通过机床坐标和膜盘工装坐标的转换矩阵求解获得；
所述的滤丸机是用来集中丸束，筛选掉偏离角度交大的丸粒；
所述的微速是用来给接触膜盘的丸粒一个切向速度，防止影响即将进入作用的丸粒。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1.相对于单喷丸方法，可以双面同步喷丸，防止零件变形，效率高；
2.相对于传统概率喷丸法，可以实现精准喷丸，整体强化质量好，无死角；
3.相对于倾斜角度喷丸方法，方向喷丸强化质量高，表面完整性优秀；
4.针对薄壁零件，采用瞬时喷丸方法，避免了过大的变形，保护了型面精度。
附图说明
图1为本发明喷丸技术流程图；
图2为本发明滤丸器，1、喷丸口，2、挡板，3、滤口，4、喷丸嘴基体，5、主机接口。
具体实施方式
为了清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体的实施方式，并结合其附图对本方案进行阐述，如图1所示。
步骤一、采用激光共聚焦扫描显微镜准确获取航空膜盘表面的三维形貌信息；
步骤二、将膜盘形貌点云导入MATLAB软件中，采用SURFNORM命令获取特征点法向在三维空间XYZ三方向的分量；
步骤三、根据选定的喷丸机结构布局，建立喷丸位点法向喷丸控制方程，并计算位置坐标以及生成相应的数控代码；
步骤四、将喷丸位点控制代码导入数控喷丸机；
步骤五、在双喷头上安装自制滤丸机，实现精准喷丸，如图2所示；
步骤六、通过激光准直器将双喷头进行对中调整，锁紧，实现双面同步喷丸；
步骤七、通过给定Y、Z坐标值，设定双喷头的喷丸路径；
步骤八、通过工装，给膜盘微速旋转；
步骤九、启动程序，开始喷丸。
所述的三维形貌信息需通过使用k-d树进行无序点云去噪；
所述的形貌点的原点为膜盘的初始原点；
所述的位置坐标是通过机床坐标和膜盘工装坐标的转换矩阵求解获得；
所述的滤丸机是用来集中丸束，筛选掉偏离角度交大的丸粒；
所述的微速是用来给接触膜盘的丸粒一个切向速度，防止影响即将进入作用的丸粒。
本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于航空膜盘薄壁复杂表面喷丸方法，其特征如下：
步骤一、采用激光共聚焦扫描显微镜准确获取航空膜盘表面的三维形貌信息；
步骤二、将膜盘形貌点云导入MATLAB软件中，采用SURFNORM命令获取特征点法向在三维空间XYZ三方向的分量；
步骤三、根据选定的喷丸机结构布局，建立喷丸位点法向喷丸控制方程，并计算位置坐标以及生成相应的数控代码；
步骤四、将喷丸位点控制代码导入数控喷丸机；
步骤五、在双喷头上安装自制滤丸机，实现精准喷丸；
步骤六、通过激光准直器将双喷头进行对中调整，锁紧，实现双面同步喷丸；
步骤七、通过给定Y、Z坐标值，设定双喷头的喷丸路径；
步骤八、通过工装，给膜盘微速旋转；
步骤九、启动程序，开始喷丸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的三维形貌信息需通过使用k-d树进行无序点云去噪。
3.根据权利要求1所示的方法，其特征在于所述的形貌点的原点为膜盘的初始原点。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的位置坐标是通过机床坐标和膜盘工装坐标的转换矩阵求解获得。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的滤丸机是用来集中丸束，筛选掉偏离角度交大的丸粒。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的微速是用来给接触膜盘的丸粒一个切向速度，防止影响即将进入作用的丸粒。
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