叶片型面数控加工误差分析与修正方法研究

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1、劣享未交硕士学位论文叶片型面数控加工误差分析与修正方法研究ResearchonErrorAnalysisandModifyMethodoftheBladeSurfaceNCMachining作者：吴小虎导师：蔡永林副教授北京交通大学2010年6月'枣，

2、’I■■■●1．^．．．．√t—j学位论文版权使用授本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘

3、。(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：粟J知签字日期：如1。年≯月。．7R导师魏棼签字日期：加，D年6月侈171●参二、．j中图分类号：THl61UDC：621学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文叶片型面数控加工误差分析与修正方法研究ResearchonErrorAnalysisandModifyMethodoftheBladeSurfaceNCMachining作者姓名：吴小虎导师姓名：蔡永林学位类别：工学学号：08121788职称：副教授学位级别：硕士学科专业：机械制造及其自动化研究方向：计算机辅助设计制造北京交通

4、大学2010年6月-，●，．，参与下才使研究工作顺利进行并取得预期效果。大到为人处世，小到对文章的字斟句酌，方方面面、时时刻刻体现出蔡老师求实的态度、渊博的知识、一丝不苟的工作作风、理论与实际密切结合的工作方法，这一切都给我以深刻的教育和熏陶，使我受益匪浅，终身难忘。两年来，导师对我工作、学习、生活上细致入微的关心、爱护和帮助让我感激不尽。在论文完成之际，学生怀着深深的敬意，谨向蔡老师致以最衷心和诚挚的感谢!在实验室进行课题研究的一年多时间里，有幸得到孙卫青老师的关心和帮助。在此表示衷心的感谢。在加工实验的过程中，郝艳玲老师抽出宝贵的时间帮助我顺利完成了实验

5、，深表感谢。感谢父母在我攻读硕士学位期间给予我的鼓励与支持，他们的支持是我永远前进的动力，没有他们的大力支持，我难以顺利完成学业。感谢叶伟、樊文刚、程云剑、黄泽华博士在学术上的指导和无私的帮助。感谢翟明、蔡修军、李振华、章湛、陆国在学术讨论中给我的建议和帮助。感谢贺儒丽师妹在实验过程中给我提供的帮助。感谢硕士0801班的每位同学和朋友!感谢所有关心和帮助过我的老师和同学们!L-I中文摘要摘要：在航空航天工业等行业中，对于叶片零件，数控切削加工是一种被广泛采用的机械加工方法。然而，在实际加工过程中，容易产生由刀具变形引起的加工误差，影响了叶片的加工精度及表面质

6、量。随着制造技术的发展，对叶片的精度要求也越来越高。因而，针对叶片在切削过程中的误差进行预测及主动补偿技术的研究，对提高叶片加工质量和加工效率具有重要意义。本文研究了叶片型面精加工切削过程中刀具变形对加工精度的影响，计算出刀具的变形，根据计算的加工变形采用有效的误差补偿，从而使叶片的加工精度得到提高。主要工作如下：1．利用CAD／CAM软件对叶片型面进行了造型，规划了数控加工路线。2．分析计算了叶片型面精加工切削过程中的铣削力、刀具变形以及表面加工误差。首先建立了基于微分原理的球头立铣刀的切削力计算模型，然后应用解析几何原理，得到了整体式球头立铣刀刃线几何方

7、程。在计算铣削力的过程中，提出了一种针对叶片型面精加工的加工区域判定方法以及参与切削的切削微元的判断算法。利用悬臂梁理论对刀具受力变形进行了分析，最后建立了表面加工误差的计算模型。3．研究了改变走刀路径减小加工误差的主动补偿方法，给出了详细的补偿步骤，即根据刀位轨迹上刀位点的误差量确定补偿量，根据补偿量修改原数控加工程序，代替原先程序进行加工，从而达到变形主动补偿的目的。在此基础上，运用MATLAB编程技术，开发了误差主动补偿软件，该软件能针对不同加工参数进行计算分析，根据补偿值修改NC程序。4．进行了叶片加工实验验证。分别用原NC代码及补偿后的NC代码进行

8、叶片型面的精加工，接着用三坐标测量机进行加工表面点数据的采集。最后用IMAGEWARE软件进行了表面差异的分析，获得了误差色图及误差数据，验证了本文所提方法及工作的正确性。关键词：叶片型面；刀具变形；误差分析；误差补偿分类号：THl61tABSTRACTABSTTRACT：Millingisawidelyusedmachiningmethodinaeronauticandaerospaceindustriesandotherindustriesformachiningblade．However,inactualmachiningprocess，machini

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