Разработка автоматизированной системы диагностики процесса фрезерования ответственных деталей типа моноколес

• Автор: Семенов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ, 7 ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Разработка ключевых технологий для создания нового по- 7 коления газотурбинных двигателей

1.2. Особенности обработки резанием титановых сплавов

1.3. Технология изготовления блисков

1.4. Диагностика - способ повышение надежности и качества 16 ответственных технологических операций

1.5. Параметры процесса резания и параметров диагностики

1.6. Постановка цели и задач исследований

2. РАСЧЕТ ФОРМЫ И СПЕКТРА МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕ- 27 НИЙ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИЛЫ РЕЗАНИЯ

2.1. Методика расчета силовых параметров при фрезеровании

2.2. Построение математических моделей влияния факторов 34 процесса на составляющие силы резания

2.3. Анализ составляющих силы резания

3. МНОГОПАРАМЕТРОВЫЙ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ 48 СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
3.1. Измерительная аппаратура
3.1.1. Функциональная схема стенда 4
3.1.2. Измеритель сигналов акустической эмиссии
3.1.3. Измеритель силовых параметров 5
3.1.4. Трехканальный измеритель вибраций 5 у
3.1.5. Универсальный модуль сбора данных д у
3.2. Программное обеспечение для приема и предварительной
обработки данных

3.2.1. Структура программного обеспечения
3.2.2. Программа подготовки и проведения эксперимента (1пDat)
3.2.3. Программа просмотра и предварительной обработки данных (ViewDat)
3.2.4. Использование Lab VIEW при работе с УМСД
4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФРЕЗЕРОВАНИЯ
4.1. Экспериментальные исследования формы и спектра сигналов на операции фрезерования
4.2. Алгоритм контроля образования волнистости и управления процессом фрезерования с целью недопущения дефектов в виде зарезов
4.3. Технические требования на специализированную систему диагностики получистового и чистового фрезерования профиля лопаток блисков
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРАЦИЙ ПРИ ОБРАБОТКЕ ПЕРА ЛОПАТКИ
5.1. Условия проведения экспериментов
5.2. Определение собственных частот элементов упругой системы станка
5.3. Исследования вибраций, возникающих в процессе обработки детали
5.4. Снижение вибраций при обработке лопаток блиска
6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Тенденции развития современного газотурбинного двигателестроения определяются созданием высоконапорных широкохордных ступеней компрессоров. Использование таких ступеней позволяет значительно сократить суммарное число ступеней компрессора при сохранении заданной степени сжатия и требуемого КПД.
Вместе с тем, создание широкохордных колес компрессора связано с необходимостью решения целого ряда проблем прочностного характера и, в первую очередь, это касается задачи соединения лопатки с диском. В большинстве случаев использование традиционных решений замковых соединений в виде ласточкина хвоста или елочного замка для широкохордных лопаток бывает крайне затруднительно. В этом случае наиболее выгодным является создание рабочих колес компрессора, получивших название «блисков» и представляющих собой осевое моноколесо в котором диск и лопатки изготовлены как одно целое. Сегодня формообразование сложнопрофильных поверхностей блисков с длиной пера лопатки более 100 мм является одной из наиболее сложных и актуальных проблем современного двигателестроения.
В настоящее время одним из наиболее эффективных способов обеспечения качества и сокращения времени изготовления дорогих и ответственных деталей типа блиск, является использование систем диагностики, предназначенных для получения достоверной информации о текущем состоянии процесса резания и принятия на ее основе необходимых управляющих решений.
На основании вышеизложенного была сформулирована основная цель работы, которая заключается в разработке автоматизированной системы многопараметрической диагностики процесса фрезерования профиля лопаток для обеспечения заданного качества ответственных деталей типа блиск.
Для решения поставленной цели, в работе были решены следующие задачи:

При выполнении настоящей работы универсальный модуль использовался и в качестве отладочного устройства.
В стенде использован персональный компьютер, имеющий процессор с частотой не менее 1,2 ГГц, оперативную память не менее 256 МБ, жесткий диск не менее 60 ГБ, интерфейс ЦБВ. Операционная система Vmdows
Устройство приема и первичной обработки акустико-эмиссионных параметров обладает следующими характеристиками:
2000/ХР.
-диапазон рабочих частот, кГц -частота среза фильтра низкой -частоты (ФНЧ), кГц

60; 120; 250 500;1000;2000
-частота среза фильтра -высокой частоты (ФВЧ), кГц
30; 60; 120; 250; 500; 1000
-ослабление сигнала фильтрами -бВ/октаву, не менее
-неравномерность характеристики фильтров -в полосе пропускания 6В, не более -суммарный коэффициент усиления, 6В -собственный уровень шумов, приведенный -к входу, мкВ, не более -коэффициент деления

1/1; 1/2; 1/5; 1/10; 1/20; 1/50; 1/100
-постоянная времени двухполупериодного
детектора, мс.
1000; 200; 100; 20; 10; 0,2; 0,1; 0,02
-амплитуда выходного напряжения, В (не менее)