航发精锻叶片全型面磨削加工工艺方案及试验研究

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1、航发精锻叶片全型面磨削加工工艺方案及试验研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：路勇指导教师：黄云教授专业：机械电子工程学科门类：工学重庆大学机械工程学院二O一五年五月GrindingProcessingMethodofProfileandExperimentResearchofAeroEnginePrecisionForgedBladeAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByLuYongSu

2、pervisedbyProf.HuangYunSpecialty:MechatronicsEngineeringCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要航空发动机的制造水平关乎一个国家的科技、工业和国防实力，航空发动机叶片的加工质量直接影响着发动机的工作性能。航空发动机叶片结构特点极为复杂，属于典型的复杂曲面薄壁零件。近年来，越来越多的航空发动机叶片采用精锻毛坯，通过精锻工艺可保证叶片叶身型面的加工精度，但不能得到满足加工要求的叶片

3、进排气边缘和叶根、阻尼台根部等难加工部位。精锻叶片多采用钛合金和高温合金材料，该类材料属于难磨削加工材料。目前，航空发动机制造业已开始使用数控砂带磨削技术代替传统的人工打磨方式，运用数控砂带磨削技术进行叶片型面的磨削加工，大大提高了加工效率，且磨削加工后叶片表面质量好、加工精度高、产品一致性好。本课题针对叶身无余量精锻叶片，对精锻叶片进排气边缘和叶根、阻尼台根部等部位进行磨削工艺研究，力求得出精锻叶片全型面磨削加工装备方案，实现一次装夹完成叶片边缘和叶根、阻尼台等难加工部位的磨削集成加工。论文主要研究内容如下：①航空发动机精锻叶片结构特性和磨削特性分析，进而对航空发动机叶

4、片磨削工艺基础进行研究，分析叶片砂带磨削过程中各磨削工艺参数对叶片磨削加工过程的影响。②根据航空发动机精锻叶片的加工技术要求，拟定精锻叶片数控砂带磨削的工艺路线。针对航空发动机精锻叶片进排气边缘磨削加工的特点，在自由曲面六轴联动砂带磨削方法的基础上，提出七轴六联动砂带磨削方法，并对其磨削装备方案的压力可调功能进行工作原理分析。分析航空发动机精锻叶片叶根圆角、阻尼台部位的磨削加工难点，提出柔性涂附磨具和研磨带磨削两种加工方法。③通过对比确定航空发动机叶片磨削加工装备方案。然后根据装备方案和精锻叶片尺寸参数确定装备设计参数。根据拟定的加工工艺路线，确定精锻叶片进排气边缘磨削工

5、位和圆角磨削工位磨头设计方案，进而完成精锻叶片磨削加工装备的方案设计。④开展航空发动机叶片型面磨削工艺试验，确定叶片磨削加工的磨削工艺参数，验证叶片砂带磨削技术的可行性。开展精锻叶片进排气边缘进行磨削工艺试验，研究边缘磨削加工工艺，验证七轴六联动磨削加工技术的优越性。通过对比分析柔性涂附磨具和研磨带两种磨削加工方式的可行性。关键词：精锻叶片，柔性涂附磨具，研磨带，磨削工艺，磨削装备I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTThemanufacturinglevelofaeroenginerelatedtoscienceandtechnology,industryand

6、nationaldefensestrengthofacountry,theprocessingqualityofaeroenginebladedirectlyinfluencestheworkingperformanceoftheengine.Thestructurecharacteristicsofaeroenginebladeisextremelycomplex,whichbelongstothetypicalcomplexsurfaceandthin-walledparts.Inrecentyears,moreandmoreaeroenginebladeusepre

7、cisionforgingbladeasblank,themachiningaccuracyofbladesurfacecanguaranteebytheprecisionforgingprocess,buttheprocessingrequirementsofbladeedgeandhardmachiningpartsasbladerootcannotmeet.Precisionforgingbladesmaterialusetitaniumalloyandhightemperaturealloymaterial,thema