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。隨著數控技術的發(fā)展,目前的發(fā)動機葉片大多采用數控銑床來制造,因為加工應力變形存在,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,是當前數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學模型。因考慮瞬時銑削力與因銑削力產生變形的葉片模型相互耦合,提出了基于加工表面靜態(tài)誤差預測、補償的離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結合銑削力模型,迭代求解各個刀位點處的彈性讓刀變形量,據此修正原始的數控刀具軌跡代碼,達到消除加工變形誤差的目的;并通過有限元ANSYS仿真,得到實時誤差補償刀位軌跡,通過實驗驗證補償方案的正確性