学霸的军工科研系统 第984节

　　“说实话，我以为常总您这会应该正忙著准备第二轮评审的事情呢……”

　　魏永明和常浩南已经认识很长时间了，因此在后者面前显得没那么紧张。

　　“其实你这么说也没错。”

　　常浩南一边整理著刚从公文包里掏出来的东西，一边笑道：

　　“我最近确实是在准备第二轮评审的事情。”

　　“啊？”

　　魏永明本来只是想著开个玩笑，顺便找角度恭维一番。

　　但万万没想到竟然会得到这样的回答：

　　“那今天……”

　　常浩南轻轻敲了敲桌上的资料：

　　“对于我来说，好好做项目，就是对第二轮评审最好的准备。”

　　“……”

　　面对装逼于无形的自家老板，魏永明一时间僵在了座位上，最后只好报之以佩服的表情。

　　而刚才一直没开口的杨卫华也被眼前这一段交流搞得放松了不少。

　　于是，三人迅速进入了今天这次讨论会的正题。

　　“关于这个新项目的研究背景和执行要求，我想你们二位应该都已经看过了。”

　　常浩南甚至没有低头，随手一翻就把面前的资料翻到了标注著“切削加工误差建模”的一页上，然后继续说道：

　　“总的来说，随著我国工业产能不断向高端发展，就必须要消除……或者至少降低复杂零部件加工过程中对于人工操作步骤的依赖……”

　　“……”

　　常浩南用了大概十几分钟的功夫，简单把AE1500风扇叶片加工过程中面临的问题，以及自适应加工的基本思路给介绍了一遍。

　　另外两人也都是内行，对于半自动化加工中存在的问题本就比较了解，因此很快领会了前者的意思。

　　不过，对于这个项目本身，他们似乎并不十分乐观。

　　沉吟片刻之后，杨卫华首先开口：

　　“最近几年，我们也和意方合作进行过有关智能化加工的技术研究，但目前还是很难在没有人工参与的前提下，完全确定加工过程中半成品与原始设计之间的形变量……这一点，魏主任应该了解的更细致一些。”

　　突然被cue到的魏永明也跟著点点头：

　　“常总您刚才提到原位检测……目前的主流技术路线是用工件的型面关键特征点作为定位基准，再用三坐标检测仪进行测量，对于形状比较规律的的产品确实可行，但如果加工对象的曲面几何轮廓不够清晰，那么单纯数码化测量的方式准确率就并不乐观……”

　　“除此之外，我也尝试过在您之前开发的图像对照算法基础上进行改进，利用多维视图来判断产品与设计之间的相似性……不过这需要难以想像的算力支持，至少目前的计算机硬件水平还无法实现……”

　　“……”

　　尽管得到的反馈都是目前面临的阻碍，但常浩南总体上还是比较欣慰的——

　　火炬-C.B.法拉利公司并没有满足于国内市场的绝对优势地位，而是坚持在进行机械加工领域的前沿研究。

　　魏永明和杨卫华二人面对这个新项目，虽然没能拿出解决方案，但却可以提出非常具体的技术问题。

　　而经常搞科研的各位肯定都清楚，能把问题提炼出来，基本意味著已经成功一半了……

　　“接触式测量，属于自适应加工中的普适性问题，我们暂且可以放到后面去讨论。”

　　对于目前的研究进度，常浩南心里已经有了数，因此当即说道：

　　“但具体到自适应切削加工，其实还有个比较投机取巧的办法……”

　　“工件的形变量确实不好直接获取，但是工件的误差来自刀具，而刀具在加工过程中的跳动和变形，还是比较容易测量的。”

　　常浩南一边说著，一边从公文包里掏出另外两份资料，分别递给二人：

　　“既然这样，我们可以创建一个薄壁综合尺寸误差模型，再对综合尺寸误差进行叠代计算，直接得出所需要的补偿量，从而实现薄壁尺寸误差的有效补偿……”

　　这个脑洞大开的思路，让另外两人微微有些发懵。

　　乍一听，好像确实很简单。

　　把刀具误差随时间进行积分，自然就是反馈在加工结果上的误差。

　　但那是在一维空间内。

　　实际的切削加工，刀具本身的自由度就有至少三个。

　　还要考虑到夹具、偏心量、形变量、径向跳动……

　　别说上手分析，光是想想就让人头皮发麻……

第1106章 浮动装夹方法

　　搞研究，最忌讳的就是半懂不懂。

　　因此，尽管心里面相信常浩南肯定有解决办法，但杨卫华还是把心中的顾虑给说了出来。

　　总而言之就是一句话。

　　会不会有些太复杂了？

　　“确实复杂。”

　　常浩南也没有否定问题的存在，只是点了点头：

　　“所以，我们得一点点来……首先，对于尺寸不是特别大的工件而言，铣削力作为造成薄壁发生弹性变形的最直接因素，所以第一步，我们可以从微观铣削力建模开始……”

　　之所以选择这种研究路径，倒不完全是出于从易到难的考虑。

　　还有一部分原因是，AE1500的风扇叶片，就恰好满足这个“尺寸不特别大”的要求。

　　所以，在取得成果之后，就能马上投入验证。

　　而魏永明也在这个时候继续道：

　　“如果只研究剪切作用的话，那就有现成的数学模型，可以在二阶阻尼系统下，创建合成电流与剪切力之间的数学关系……就算是面对多轴联动加工的情况，也只需要增加一个多向进给轴之间的耦合作用，来消除电机在提供速度改变扭矩时对测量结构的影响……”

　　“基本思路确实是没错，不过……倒也没有这么简单。”

　　常浩南回过头，随手拿起油性笔，在身后的白板上画了个圆柱体——

　　经过这么多年的锻炼，他的画功也已经比早年间有了飞跃式的进步。

　　至少，大家都能看出这是个圆柱体……

　　“在微细铣削加工中，刀具在切削过程中产生的切削力不能简单等同于剪切力，实际上还应该包括犁切力……”

　　常浩南一边说，一边在代表刀具路径的地方画了个受力分析：

　　“所以，铣削力模型在任意一个方向上的的基本表达式应该是……”

　　【dFj=[Kts·hj(θ)+Ktp]dz】

　　“其中Kts和Ktp分别代表对应方向的剪切力和犁切力系数……”

　　“……”

　　虽然说是第一步，但仅仅考虑铣削力本身，以及由铣削力和安装误差所导致的刀具偏心量，就已经让整个系统变得非常复杂。

　　再加上常浩南几乎是靠一支笔在干讲。

　　搞工程出身的杨卫华已经有点跟不上节奏了。

　　不过，这并非因为常浩南在刚开始就用了什么精深的理论。

　　只是推导过程确实过于繁杂了一些。

　　记下来回去多看几遍，总归还是能跟上思路。

　　好在，理论功底不错的魏永明很快接上了思路：

　　“测量铣削力所需要的各项传感器，在MS系列加工中心上面倒是都有……如果以MS45T三轴CNC加工中心为基础，那只需要修改工具机系统，就可以实现通过数字自适应切削参数控制切削力，从而补偿切削过程中刀具端产生的干扰，防止过度磨损，并且保持较高的切屑去除率……”

　　“但落实到具体的加工过程……如果想要通过刀具位置偏差直接确定加工量的误差，那就必须保证装夹过程对工件产生的影响小到可以忽略……”

　　这次，还没等常浩南开口，刚刚一直低头奋笔疾书的杨卫华就突然抬起头：

　　“关于这个问题，我这倒是有相对成熟的解决方案……”

　　常浩南原本的打算是，考虑到装夹形变量基本发生在夹具释放之后的一小段时间内，因此把装夹引发的形变量独立出去，利用基于应力场构建的变形预测法进行控制。

　　但突然听到有人这么说，他也顿时就来了兴趣。

　　“仔细说说？”

　　作为业内有一定名望的技术人员，刚才那一段差点被绕懵的过程对于杨卫华来说绝对不算什么好的体验。

　　而现在，终于到了他所擅长的部分了。

　　“简单来说，就是在装夹装置中嵌入压力传感器，实时监测由于残余应力变化引起工件和装夹装置之间的作用力变化，当夹紧作用力达到一定阈值时即松开装夹，释放工件变形……”

　　“……”

　　“比如对于叶片一类的工件，可以在中间设置三个固定装夹单元完全定位工件，以保证加工基准，而周围的浮动装夹单元和辅助支撑单元则能够保证变形释放并重新装夹……这样一方面尽可能减小形变量，另一方面也可以在一定程度上预测到形变程度。”

　　说话间，他还从笔记本上撕下一页纸，画出了自己这个思路的示意图。

　　“这个装夹方式，是我在研发MS75T五轴联动工具机过程中想到的，不过因为当时没有客户提出如此苛刻的要求，并且单独一个夹具的改善如果不结合其它技术，也无助于加工变形控制，所以最后还是转为了技术储备……”

　　虽然介绍的非常完整，但并没有完全说服魏永明：

　　“你说浮动装夹加工可以在保证加工基准的同时充分释放变形，但目前的“N-2-1”定位方法是要求零件在整个加工过程中位置和形状保持不变，这二者之间显然存在冲突。”

　　“另外，传统定位方法为了保持工件的稳定性会将定位点之间的距离设置尽可能远，对于浮动装夹加工，定位点之间的距离太远会限制变形的释放，而定位点之间距离过近又会导致零件失稳，你准备具体如何操作？”

　　而杨卫华既然敢说出口，对于这种问题显然早有考虑：

　　“把工件划分为固定装夹区和浮动装夹区即可。”

　　“固定装夹区通过三个固定装夹单元限制工件的6个自由度，保证加工基准，其余区域都是浮动装夹区，通过多个浮动装夹单元辅助定位，在工件释放变形之后调整浮动装夹单元以适应工件变形后的位姿，并在变形状态下再次辅助定位工件……”

　　“至于固定装夹区的计算，可以根据加工动态特征信息模型计算工件的中间状态质心，保证固定装夹区能在释放变形过程中包络质心即可。”

　　所谓加工动态特征信息模型，是火炬-C.B.法拉利公司以常浩南最早提供的数字仿真技术为基础，面向用户端提供的数据库类型服务。

　　可以把复杂的中间状态几何转化为多个简单层的迭加。