航空叶片磨削系统设计与研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：201321202046河北工业大学硕士学位论文航空叶片磨削系统设计与研究论文作者：朱明明学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：机械工程指导教师：李世杰职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringTHEDESIGNANDRESEARCHOFTHEAVIATIONBLADEGRINDINGSYETEMbyZhuMingmingSupervisor:Prof.LiShijieMay2016

2、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论

3、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要叶片作为航空发动机的主要组成之一，对发动机的性能有着至关重要的影响。叶片的复杂形状、跨度曲线以及特殊材料是它在恶劣的工作环境、大载荷以及高温、高压和高速状态下正常运转的保证。因此为了实现发动机高性能、安全工作状态、可靠性及寿命等的基本条件，它通常需要合金化程度很高的热强钢、高温合金以及钛合金等材料制成，同时叶片又必须具有精确的尺寸、完整的形状和严格的表面曲线。现代航空发动机叶

4、片的制造工艺多采用精密锻造的方式，表面精度很难得到保证。一般是一次成型，表面粗糙而且曲线过度不圆滑，棱面还会有毛刺，斑点等缺陷，而且在高速运转过程中很容易造成污染和腐蚀。而传统磨削方式不能对具有复杂空间曲线的叶片进行有效的磨削，因此有必要对叶片的磨削自动化系统进行设计与研究。立足于传统叶片磨削实践成果，结合理论创新设计，对叶片磨削系统的研究进行了新的尝试与挑战。文章从对机械系统的设计出发，到控制系统，再到磨削工艺系统进行了详细研究。在这个过程中，首先是利用了CAD/CAM软件SolidWorks对机构进行建模、装配以及运动仿真，再运用CAE的思想对机构进行干涉

5、检验与运动学分析；其次采用了西门子315-2DP系列PLC作为工控机以及西门子TP700人机交互触摸屏设计自动化电气控制系统，并通过与ABBIRB4600机器人联合通信，结合机器人轨迹示教，完成对整个系统的控制过程；最后对初步制定磨削工艺进行反复实验，收集并分析数据，优化工艺系统参数和结构误差，最终实现理想的磨削效果。本论文的的研究成果将能够提高叶片磨削的质量与效率，降低劳动力和减轻人工作业强度，并促进同行业以及磨削工艺技术的发展，创造社会价值。关键字：叶片，磨削，自动化，PLC，机器人IABSTRACTAsoneofthekeypartsofaeroengi

6、ne,thebladeisveryimportanttotheperformanceoftheengine.Thecomplexshapeoftheblade,thespancurveisdeterminedbytheharshenvironment,highload，temperature，pressureandspeed.Soinordertoachievehighengineperformance,safety,reliabilityandlifeofthebasicconditions,thebladeusuallyrequireshighdegree

7、ofalloyingsteel,titaniumandhightemperaturealloyandothermaterials.Meanwhile,itmusthaveaccuratesize,completeshapeandstrictsurfaceappearance.Forprecisionforgingmethodsareappliedinthemodernaeroengineblade,surfaceisnoteasytobeguaranteedbytheforgingdie.Surfaceroughnessandcurveoverisnotsmo

8、othy.Spotsandotherd