直紋面型葉輪銑削變形及加工參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、整體葉輪作為航空航天發(fā)動機的重要零件，其葉片型面大多為曲率多變的自由曲面，葉輪葉片加工質(zhì)量的優(yōu)劣對整機性能有著關(guān)鍵的作用。然而，整體葉輪的葉片是典型的薄壁件，在加工過程中很容易造成加工尺寸偏差、厚度不均勻、葉片變形等一系列的問題。因此，本文對影響葉輪加工精度的銑削變形及參數(shù)優(yōu)化技術(shù)的研究具有十分重要的意義。
　　首先，基于 B樣條曲線和曲面的基本性質(zhì)，將葉輪實體模型的原始數(shù)據(jù)點導(dǎo)入UG軟件中，對整體葉輪模型進行幾何建模。根據(jù)整體葉

2、輪的加工工藝，對整體葉輪加工的刀具軌跡規(guī)劃技術(shù)進行了研究。相關(guān)模型及規(guī)劃軌跡為直紋面葉片的銑削力建模、葉片變形量的計算、參數(shù)優(yōu)化等后續(xù)研究提供了基礎(chǔ)。
　　其次，對直紋面?zhèn)茹姷奈遢S銑削力模型進行了研究，在考慮曲面曲率對銑削力影響的基礎(chǔ)上，將切深進行等效，并對球頭銑刀的側(cè)刃進行銑削力建模。對銑削力系數(shù)模型進行了建立，并通過正交試驗對銑削力系數(shù)進行了計算。為葉片加工變形的有限元分析提供技術(shù)支持。
　　再次，在將UG軟件中建立的直

3、紋面葉片模型導(dǎo)入ANSYS后，通過劃分網(wǎng)格、計算和加載銑削力等進行了葉片的有限元仿真。在完成傳統(tǒng)單點變形分析的基礎(chǔ)上，通過編寫命令流的方式實現(xiàn)了葉片仿真的循環(huán)。運用MATLAB與ANSYS軟件，對葉片彈性變形量進行了迭代運算，實現(xiàn)了直紋面葉片加工變形的計算，并完成了變形結(jié)果的仿真。
　　最后，基于仿真獲得的直紋面葉片銑削加工變形，對加工過程中的相關(guān)參數(shù)進行了優(yōu)化研究。用極差分析法對正交試驗的結(jié)果進行了分析，并利用正交優(yōu)勢分析法對銑