航发精锻叶片边缘自适应磨削加工方法研究

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1、分类号：密级：论文编号：学号：50120802106重庆理工大学硕士学位论文航发精锻叶片边缘自适应磨削加工方法研究研究生:王兴龙指导教师：张明德副教授学位类型：学术学位学科专业：机械制造及其自动化研究方向：复杂曲面零件智能化制造与检测技术培养单位：机械工程学院论文完成时间：2015年3月25日论文答辩日期：2015年5月27日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：50120802106Master'sDissertationofCho

2、ngqingUniversityofTechnologyResearchontheAdaptiveGrindingMethodofAeroEnginePrecisionForgedBladeEdgePostgraduate:WangXinglongSupervisor:A-prof.ZhangMingdeDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:MechanicalManufacturingandAutomationResearchDirection:TheManufact

3、ureandInspectionTechnologyofComplexSurfaceTrainingUnit:InstituteofMechanicalEngineeringThesisDeadline:March25,2015OralDefenseDate:May27,2015重庆理工大学学位论文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的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人

4、，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名^FI期年6月>円学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“V”)：1.保密□，在_年解密后适用本授权书。2.不保密口。作者签名:n期：>wx年^月）円导师签名円期：

5、>7/_1年6月J円摘要摘要航空发动机精锻叶片是航空发动机的关键部件之一，由于其在高温、高压和高速状态下工作，因此叶片加工质量必须满足其几何精度及表面质量的要求。航发精锻叶片具有种类繁多、数量巨大、型面变化复杂及加工难度大等特点，叶片的加工精度及加工质量对整个航空发动机的性能和寿命有着至关重要的作用，同时航空发动机叶片的截面形状对航空发动机运行时产生的推力以及空气的流向都有非常重要影响。为了满足航空发动机高性能、高安全性、高可靠性及寿命长的要求，必须要对其加工精度进行严格要求。如果其加工精度达不到设计的理论范

6、围，即实际加工成型叶片的尺寸精度与截面形状不符合实际要求，使得叶身与叶片的进排气边缘不能进行平滑过渡，这样的叶片在运行过程中会导致发动机出现气喘、怠速不稳等现象，严重时将威胁到飞行安全。现代航空发动机叶片的制造工艺一般采用精密锻造，叶片型面精度由锻模保证，一次成型不需要二次加工。但是由于叶片边缘曲率变化大，加工余量分布不均匀并且未知，所以不能采用铣削这种刚性加工方法。因此采用砂带柔性磨削加工叶片边缘，首先要对叶片边缘进行测量获取加工余量并计算实时磨削压力，再通过实验确定砂带型号、线速度、进给速度等工艺参数对叶

7、片边缘进行自适应磨削。论文的主要研究工作如下：○1根据航空发动机精锻叶片叶身无余量加工要求及工艺要求，拟定叶片进排气边的数控砂带磨削加工方案。在复杂曲面六轴联动数控砂带磨削的基础上，提出增加控制工件与刀具之间法向接触力的七轴联动数控砂带磨削机床的边缘磨削方法，并对砂带接触轮与叶片之间的接触力控制方案进行分析研究。研究航空发动机精锻叶片边缘七轴联动数控砂带磨削工艺，确定加工轨迹规划方案，并对砂带、接触轮、砂带线速度、工件的进给速度等参数进行优化。○2建立精锻叶片边缘余量模型。根据叶片的检测数据，重构叶片曲面并进

8、行误差分析，计算出叶片边缘各个刀触点处的余量值。提出磨削参数与加工余量之间的关系，并设计正交试验方案，确定各参数之间的关系。○3以叶片的CAD三维模型为基础，通过对叶片的分析，获取叶片型面上点的几何信息，以此为依据并结合砂带磨削特点与复杂曲面六轴联动砂带磨削理论来进行刀具轨迹规划，拾取刀触点，刀具支撑方向矢量以及接触轮轴线矢量的计算，最终获取刀位点信息。根据提取的叶片边缘余量分布，计算控制砂带与叶片