航发精锻叶片边缘磨削机床结构设计及优化

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1、分类号：密级：论文编号：学号：50120802102重庆理工大学硕士学位论文航发精锻叶片边缘磨削机床结构设计及优化研究生:詹飞指导教师：郭晓东教授学位类型：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15日论文答辩日期：2015年5月27日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：50120802102Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechn

2、ologyTheDesignandOptimizationofMachineToolforGrindingofAeroEnginePrecisionForgedBladeEdgePostgraduate:ZhanFeiSupervisor：ProfessorGuoXiaodongDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:MechanicalManufacturingResearchDirection:TheManufactureandInspectionTechnologyofComplexSurfaceTrain

3、ingUnit:CollegeofMechanicalEngineeringThesisDeadline:March15,2015OralDefenseDate: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己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，均已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:R期：年<月$F)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

4、用学位论文的规定，同意学校保留并向丨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。本人授权重庆工学院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、i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：h期：加上年if月曰导师签名f円期丄年/月円摘要摘要在航空发动机中，叶片是其最关键的零部件之一，叶片的截面形状与加工表面质量对发动机的使用寿命、可靠性、工作效率等有着重要的影响。目前新型航空发动机叶片的加工工艺过程

5、是：首先通过精密锻造保证叶片型面成型精度，之后铣削叶片边缘直边，并通过手工打磨的方法完成叶片进排气边缘曲面的加工。这种工艺方法虽然避开了叶片型面的加工过程，但无法实现叶片边缘曲面的高精度自动化加工，从而导致叶片边缘曲面的加工精度与成型一致性较差，叶片生产效率低下。本文针对这种加工工艺的缺陷，设计了一台专用于加工叶片进排气边缘的数控砂带磨削机床。该机床针对航空发动机叶片难加工的材料特性，采用砂带磨削方式，具有高效的材料切除率、较强的加工适应性以及良好的加工表面质量。针对叶片边缘曲面复杂的结构特点与加工余量分布的不均匀性，机床磨削机构采用伺服电机驱动与弹

6、簧浮动磨削的结构布置方式，具有快速的输入激励响应，且能较好的适应叶片边缘曲面形状变化。本文的主要研究内容如下：首先，通过分析航发精锻叶片边缘曲面的加工要求与砂带磨削的特点，确定叶片边缘余量切削方法，根据航发精锻叶片边缘曲面的结构特点，分析砂带磨削所需的基本运动，确定机床所需的基本运动控制轴数。其次，借助叶片型面砂带磨床对叶片边缘曲面的磨削加工实验，分析该机床在加工叶片边缘曲面时存在的问题。并针对其问题设计一种具有快速动态激励响应的新型砂带浮动磨削机构，以适应叶片边缘曲面磨削余量分布的不均匀性和曲面结构的复杂多变性，从而满足叶片边缘曲面对加工精度与表面

7、质量的高要求；设计机床B轴部件的结构布局，建立机床整体模型，并对其进行数控加工仿真，检验机床在加工过程中的干涉与碰撞，从理论上验证机床设计方案的可行性。最后，对改进后的机床磨削机构进行了动力学仿真，借助实验设计方法对仿真结果进行分析，完成对磨削机构的关键参数优化，保证机床磨削机构具有快速动态激励响应，以满足叶片边缘曲面特殊的加工要求；通过对两种布局的机床B轴部件进行动力学仿真，对比分析其结构优点；借助有限元软件，对机床基础部件进行了模态分析，得出机床的固有振动频率，以验证机床的可靠性。关键词：精锻叶片，进排气边缘，砂带磨削，结构设计，ADAMS，模态

8、分析IAbstractAbstractAero-enginebladeisoneofthemostimpor