航空薄壁件在线测量与补偿加工

《航空薄壁件在线测量与补偿加工》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号M201370648学校代码10487密级硕士学位论文航空薄壁件在线测量与补偿加工学位申请人：童刚学科专业：机械工程指导教师：李文龙副教授答辩日期：2015年5月14日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringOn-lineMeasurementandCompensationProcessingtowardsThin-walledWorkpieceof

2、AviationCandidate:TongGangMajor:MechanicalEngineeringSupervisor:AssociateProfessorLiWenLongHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过

3、的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书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，即：学校有权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。本人授权华中科技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。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上

4、方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要航空结构件、航空叶片是航空制造的关键零件，具有弱刚性、难加工、型面复杂等技术特点。该类零件通常采用钛合金、高温合金等难加工材料，以及铝合金弱刚性材料。钛合金加工过程中活性高易产生硬脆氧化层加剧刀具磨损，航空铝合金大屈服比和残余应力再分布引起切削回弹，且这两类材料弹性模量较小、壁厚很薄，加工中易引起弹性变形，导致航空薄壁件加工偏差难以控制。本文针对这些难题，对航空薄壁件的几何变形规律及补偿方法开展实验

5、研究，具体工作包括：（1）搭建在线测量软硬件平台，提出两种在线测量方案：一是基于数控系统测量-运算的快捷测量方案，实现简单特征的在线测量-误差评定功能；二是适合复杂特征、大规模点的在线测量方案，在软件上规划好无干涉测量路径，并根据测量得到的离散点信息，计算零件实际加工表面与理论模型间的偏差数值，通过对偏差点的插值与拟合分析整体偏差。编写补偿加工软件模块，对半精加工后工件的几何偏差进行分析，建立偏差模型并对精加工轨迹实施修改，提出两种补偿加工方法：对规则薄壁特征的均值偏差补偿方法、对自由曲面薄壁特征

6、的精加工轨迹分段补偿方法。（2）设计规则薄壁件切削补偿加工试验，采用TC4钛合金、7075铝合金以及304不锈钢三种航空材料，平面、规则曲面两种薄壁特征，对补偿试件与未补偿试件的加工效果进行对比，实验结果表明：补偿加工后的实验组加工精度比对照组高50%左右，且TC4钛合金的补偿效果在0.4mm~0.7mm的超薄壁厚条件下表现稳定，优于7075铝合金和304不锈钢；方差分析证明壁厚因素对厚度小于1mm的TC4钛合金切削偏差有显著影响，而7075铝合金和304不锈钢的显著影响因素是工件高度。（3）完成

7、航空薄壁叶片在线测量及补偿加工实验，以航空铝合金板材为加工毛坯，进行五轴加工规划，并设计复杂特征在线测量路径方案，在Mikron五轴加工中心上完成加工和在线测量，根据测量数据对精加工进行分段补偿，修改精加工的走刀轨迹，结果证明，与设置相同加工参数的半精加工相比，整体精度提高约1倍，偏差控制在工艺要求的精度范围内，验证了偏差分段补偿策略在叶片类薄壁件精密加工中的可行性。关键词：航空薄壁件几何变形在线测量补偿加工薄壁叶片I华中科技大学硕士学位论文AbstractAviationstructureand

8、bladearekeypartsofaviationmanufacturing,withweakrigidity,difficultmachining,complexshapeandothertechnicalfeatures.Thiskindofpartsusuallymadeoftitaniumalloy,hightemperaturealloyandaluminumalloy,theprocessoftitaniumiseasyleadstorapidtoolwear,avi