Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Dự đoán và tái cấu trúc hình dạng cạnh trong gia công thích ứng của lưỡi dao rèn chính xác
Tóm tắt
Các lưỡi dao rèn chính xác ngày càng được ứng dụng nhiều trong ngành động cơ hàng không để tiết kiệm vật liệu và nâng cao hiệu suất gia công. Hình dạng cạnh với độ cong thay đổi nhanh chóng của lưỡi dao rèn chính xác thường khó tái tạo khi loại bỏ các vật liệu dư thừa còn lại sau quá trình rèn. Để giải quyết vấn đề này, một phương pháp gốc được đề xuất nhằm dự đoán và tái tạo hình dạng cạnh mong đợi trong gia công thích ứng. Trong phương pháp này, hình dạng mong đợi được thu được bằng cách tái cấu trúc một đường cong trục và gán độ dày lưỡi dao vào đường cong trục này. Ở giai đoạn đầu tiên, đường cong trục được tính toán từng điểm một bằng phương pháp Newton-Raphson. Để dự đoán đường cong trục còn thiếu mà không cần dữ liệu đo, điểm cuối của đường cong trục đã tính toán được tìm thấy theo một xu hướng sai lệch đã xác lập. Sau đó, đường cong trục còn thiếu được dự đoán dưới dạng đường cong spline với năng lượng biến dạng tối thiểu bằng cách giải quyết một bài toán tối ưu. Hình dạng mong đợi sau đó được tái cấu trúc và làm mịn trong giai đoạn thứ hai. Trong giai đoạn này, độ dày lưỡi dao được tính toán để thiết lập một xu hướng biến dạng của lưỡi dao rèn. Theo xu hướng biến dạng này, độ dày của phần còn thiếu được dự đoán và gán vào đường cong trục đã tái cấu trúc để tạo thành một hình dạng mong đợi. Cuối cùng, hình dạng mong đợi này được làm mịn bằng cách giải một bài toán tối ưu nhiều mục tiêu để đáp ứng các yêu cầu và điều kiện công nghiệp. Phương pháp này cuối cùng được xác minh với một lưỡi dao rèn chính xác và so sánh với một phương pháp tham khảo. Kết quả cho thấy phương pháp đề xuất có thể tái tạo hiệu quả một đường cong hình dạng đạt tiêu chuẩn trong gia công lưỡi dao rèn chính xác.
Từ khóa
#lưỡi dao rèn chính xác #gia công thích ứng #tái cấu trúc hình dạng #đường cong trục #phương pháp tối ưu hóaTài liệu tham khảo
Lu B, Ou H, Armstrong CG, Rennie A (2009) 3D die shape optimisation for net-shape forging of aerofoil blades. Mater Des 30(7):2490–2500
Xiao G, Huang Y (2016) Equivalent self-adaptive belt grinding for the real-R edge of an aero-engine precision-forged blade. Int J Adv Manuf Technol 83(9–12):1697–1706
Makem JE, Ou H, Armstrong CG (2012) A virtual inspection framework for precision manufacturing of aerofoil components. Comput Aided Des 44(9):858–874
BremerC (2000) Adaptive strategies for manufacturing and repair of blades and blisks. ASME Turbo Expo 2000. 45th ASME International Gas Turbine & Aeroengine Technical Congress (4): V004T01A010
Gao J, Chen X, Yilmaz O, Gindy N (2008) An integrated adaptive repair solution for complex aerospace components through geometry reconstruction. Int J Adv Manuf Technol 36(11–12):1170–1179
Javidrad F, Rahmati R (2009) An integrated re-engineering plan for the manufacturing of aerospace components. Mater Des 30(5):1524–1532
Ke Y, Zhu W, Liu F, Shi X (2006) Constrained fitting for 2D profile-based reverse modeling. Comput Aided Des 38(2):101–114
Ke Y, Fan S, Zhu W, Li A, Liu F, Shi X (2006) Feature-based reverse modeling strategies. Comput Aided Des 38(5):485–506
Khameneifar F, Feng HY (2014) Airfoil profile reconstruction under the uncertainty of inspection data points. Int J Adv Manuf Technol 71(1–4):675–683
Piegl L, Tiller W (1997) The NURBS book. Springer, New York
Hu SM, Li YF, Ju T, Zhu X (2001) Modifying the shape of NURBS surfaces with geometric constraints. Comput Aided Des 33(12):903–912
Mohaghegh K, Sadeghi MH, Abdullah A (2007) Reverse engineering of turbine blades based on design intent. Int J Adv Manuf Technol 32(9–10):1009–1020
Mohaghegh K, Sadeghi MH, Abdullah A, Boutorabi R (2010) Improvement of reverse-engineered turbine blades using construction geometry. Int J Adv Manuf Technol 49(5–8):675–687
Dong Y, Zhang D, Bu K, Dou Y, Wang W (2011) Geometric parameter-based optimization of the die profile for the investment casting of aerofoil-shaped turbine blades. Int J Adv Manuf Technol 57(9–12):1245–1258
Yun Z, Zhi-Tong C, Tao N (2015) Reverse modeling strategy of aero-engine blade based on design intent. Int J Adv Manuf Technol 81(9–12):1781–1796
Li Y, Ni J (2009) Constraints based nonrigid registration for 2D blade profile reconstruction in reverse engineering. J Comput Inf Sci Eng 9(3):031005
Yilmaz O, Gindy N, Gao J (2010) A repair and overhaul methodology for aeroengine components. Robot Comput-Integr Manuf 26(2):190–201
Rong Y, Xu J, Sun Y (2013) A surface reconstruction strategy based on deformable template for repairing damaged turbine blades. Proc Inst Mech Eng Part G J Aerosp Eng 228(12):2358–2370
Zhao Z, Fu Y, Liu X, Xu J, Wang J, Mao S (2017) Measurement-based geometric reconstruction for milling turbine blade using free-form deformation. Meas J Int Meas Confed 101:19–27
Li L, Li C, Tang Y, Du Y (2017) An integrated approach of reverse engineering aided remanufacturing process for worn components. Robot Comput Integr Manuf 48(1):39–50
Tai CC, Huang MC (2000) The processing of data points basing on design intent in reverse engineering. Int J Mach Tools Manuf 40(13):1913–1927
Celniker G, Gossard D (1991) Deformable curve and surface finite-elements for free-form shape design. ACM SIGGRAPH Comput Graph 25(4):257–266