航空發(fā)動機葉片銑削過程變形控制研究.pdf

1、航空發(fā)動機葉片是發(fā)動機的核心部件之一,發(fā)動機的性能很大程度上取決于葉片型面的設(shè)計和制造水平。葉片是一類典型的薄壁自由曲面零件,它的曲面形狀和制造精度直接決定了飛機發(fā)動機的推進效率的大小,而加工方法的研究將有助于提高該類零件的加工精度和效率。傳統(tǒng)的航空發(fā)動機葉片加工方法費時費力,精度難以保證。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,目前的發(fā)動機葉片大多采用數(shù)控銑床來制造,因為加工應(yīng)力變形存在,所以加工精度仍然不夠理想。如何充分發(fā)揮數(shù)控加工的潛能,以提高發(fā)動機

2、葉片的加工精度和效率,是當(dāng)前數(shù)控加工的一個研究重點和難點。
　　 影響葉片制造精度的因素眾多,且各因素之間關(guān)系相互耦合,很難剝離出某單個因素對葉片加工精度的影響規(guī)律。本文對現(xiàn)階段航空發(fā)動機葉片標準尺寸及其精度要求進行分析,綜合比較已有葉片加工方案優(yōu)缺點,以減小葉片的加工變形誤差為前提,確定出最優(yōu)加工工藝路線。通過對發(fā)動機葉片在現(xiàn)有夾具定位下的螺旋銑削加工狀態(tài)的研究,重點分析因銑削力存在造成葉片加工尺寸精度誤差的各種因素。建立在考

3、慮刀具偏心和刀桿變形前提下的瞬時銑削力模型,確定在瞬時銑削力下的刀桿和葉片的變形數(shù)學(xué)模型。因考慮瞬時銑削力與因銑削力產(chǎn)生變形的葉片模型相互耦合,提出了基于加工表面靜態(tài)誤差預(yù)測、補償?shù)碾x線單層次誤差補償和離線多層次誤差補償方案,利用有限元模擬技術(shù)結(jié)合銑削力模型,迭代求解各個刀位點處的彈性讓刀變形量,據(jù)此修正原始的數(shù)控刀具軌跡代碼,達到消除加工變形誤差的目的;并通過有限元ANSYS仿真,得到實時誤差補償?shù)段卉壽E,通過實驗驗證補償方案的正確性