叶片进排气边及叶根磨抛研究

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1、叶片进排气边及叶根磨抛研究ResearchOnPolishingForBladeInletAndExhaustEdgeAndBladeRoot作者姓名：贺昌龙专业名称：机械制造及其自动化指导教师：张雷教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年5月30日叶片进排气边及叶根磨抛研究摘要航空发动机是制约中国飞机研制和空军力量发展的最大障碍。航空发动机中存在着大量叶片，这些叶片是航空发动机的重要组成部分，对整机工作性能起着关键性的作用。叶片类零件结构复杂、刚性差、精度和表面质量要求高，其加工一直是发动机制造过程中的难题之一。叶片的精密加工是指在叶片预加工后，为了达到最终的目标精度，对叶片表面进

2、行光整加工，这种光整加工一般都采用磨抛加工的方式。在航空发动机叶片精密加工技术上，我国一直被欧美等发达国家所封锁，同时叶片的特殊结构导致其极高的加工难度，因此我国的叶片制造企业仍处于低级阶段，大部分还采用手工磨抛的光整加工方式。而国外早就开始使用成熟的砂带磨抛加工技术。砂带磨削就是利用特定的机械装置张紧并驱动砂带，在砂带磨抛处施加一定压力，使砂带与工件表面接触并磨除材料，最终获得极低粗糙度的一种光整加工方法。它具有加工精度高、价格低廉、磨削效率高等优点。本文将砂带磨抛应用于整体叶盘光整加工，开发相应的磨抛工具系统，对于整体叶盘磨抛加工具有重要意义。根据整体叶盘结构特点，结合立式机床的工

3、作方式，设计了整体叶盘夹具。夹具采用分体式结构，柱体中空，既减轻了夹具重量，又保证了夹具的强度和刚度，并且易于加工。本文开发磨抛叶片进排气边和叶根部分的工具系统。针对叶片进排气边的特点，改变了传统的砂带磨抛方式，创新设计了双支撑轮的磨抛方式。同时，工具系统采用无杆气缸驱动张紧轮，既能实现自动张紧，又能起到缓冲保护的作用。另外，完成了工具系统零件设计，确定了尺寸、安装方式；完成了砂带磨抛功率、电机功率、电机转速转矩的计算，对伺服电机及驱动器进行了选型；完成了砂带张紧力的计算，实现了工具系统各配件的定型。确定了三套工具系统的总体气动方案，对气动配件进行了选型，组装了整套气动系统，阐述了整套

4、气动系统的工作流程和工作原理。确定以上位机和PCI数据采集卡为基础组建数据采集系统，设计了数据采集系统方案，对配件进行I选型，连接并测试了整套系统。对伺服电机及伺服驱动器进行了测试。利用Ansys对工具系统强度、刚度和振动特性进行了分析。对工具系统进行整体弹性应变、整体应力、整体变形和各方位整体变形等静力学分析，分析结果均在工具系统安全范围内。选取了工具系统前六阶的模态和固有频率进行分析，以整体变形为显示结果，分析得出各阶模态下的主要变形位置。这些位置主要集中在主动轮、惰轮和支撑轮处。关键字：整体叶盘，砂带磨抛，叶片进排气边，叶根，工具系统IIResearchOnPolishingFo

5、rBladeInletAndExhaustEdgeAndBladeRootAbstractAeroengineisthebiggestobstacleofChina'saircraftresearchandtheimprovementofairpower.Therearealotofbladesintheaeroengine.thesebladesisanimportantpartofaircraftengineandplayakeyroleinengines’workingperformance.Bladeshavecomplicatedstructure,poorrigidity,

6、highrequirementforprecisionandsurfacequality.Theprocessinghasbeenoneoftheproblemsofenginemanufacturingprocess.Bladeprecisionprocessinghasbecomethebottleneckofaviationenginedevelopmentinourcountry.Blade’sprecisionprocessingreferstotheprecisionfinishingprocesscarriedoutonthebladesurfaceafterprepro

7、cessing,inordertoachievethefinalprecisionaimed.Thiskindoffinishingprocessinggenerallyadoptspolishingprocessingtoachievethegoal.Becauseforeigncountriesblockadetheadvancedmanufacturingtechnologytoourcountry,combinedwiththeblad