本文關(guān)鍵詞：航發(fā)精鍛葉片邊緣磨削機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化

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【摘要】：在航空發(fā)動機(jī)中,葉片是其最關(guān)鍵的零部件之一,葉片的截面形狀與加工表面質(zhì)量對發(fā)動機(jī)的使用壽命、可靠性、工作效率等有著重要的影響。目前新型航空發(fā)動機(jī)葉片的加工工藝過程是:首先通過精密鍛造保證葉片型面成型精度,之后銑削葉片邊緣直邊,并通過手工打磨的方法完成葉片進(jìn)排氣邊緣曲面的加工。這種工藝方法雖然避開了葉片型面的加工過程,但無法實(shí)現(xiàn)葉片邊緣曲面的高精度自動化加工,從而導(dǎo)致葉片邊緣曲面的加工精度與成型一致性較差,葉片生產(chǎn)效率低下。本文針對這種加工工藝的缺陷,設(shè)計了一臺專用于加工葉片進(jìn)排氣邊緣的數(shù)控砂帶磨削機(jī)床。該機(jī)床針對航空發(fā)動機(jī)葉片難加工的材料特性,采用砂帶磨削方式,具有高效的材料切除率、較強(qiáng)的加工適應(yīng)性以及良好的加工表面質(zhì)量。針對葉片邊緣曲面復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與加工余量分布的不均勻性,機(jī)床磨削機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)驅(qū)動與彈簧浮動磨削的結(jié)構(gòu)布置方式,具有快速的輸入激勵響應(yīng),且能較好的適應(yīng)葉片邊緣曲面形狀變化。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先,通過分析航發(fā)精鍛葉片邊緣曲面的加工要求與砂帶磨削的特點(diǎn),確定葉片邊緣余量切削方法,根據(jù)航發(fā)精鍛葉片邊緣曲面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析砂帶磨削所需的基本運(yùn)動,確定機(jī)床所需的基本運(yùn)動控制軸數(shù)。其次,借助葉片型面砂帶磨床對葉片邊緣曲面的磨削加工實(shí)驗(yàn),分析該機(jī)床在加工葉片邊緣曲面時存在的問題。并針對其問題設(shè)計一種具有快速動態(tài)激勵響應(yīng)的新型砂帶浮動磨削機(jī)構(gòu),以適應(yīng)葉片邊緣曲面磨削余量分布的不均勻性和曲面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多變性,從而滿足葉片邊緣曲面對加工精度與表面質(zhì)量的高要求;設(shè)計機(jī)床B軸部件的結(jié)構(gòu)布局,建立機(jī)床整體模型,并對其進(jìn)行數(shù)控加工仿真,檢驗(yàn)機(jī)床在加工過程中的干涉與碰撞,從理論上驗(yàn)證機(jī)床設(shè)計方案的可行性。最后,對改進(jìn)后的機(jī)床磨削機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動力學(xué)仿真,借助實(shí)驗(yàn)設(shè)計方法對仿真結(jié)果進(jìn)行分析,完成對磨削機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化,保證機(jī)床磨削機(jī)構(gòu)具有快速動態(tài)激勵響應(yīng),以滿足葉片邊緣曲面特殊的加工要求;通過對兩種布局的機(jī)床B軸部件進(jìn)行動力學(xué)仿真,對比分析其結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn);借助有限元軟件,對機(jī)床基礎(chǔ)部件進(jìn)行了模態(tài)分析,得出機(jī)床的固有振動頻率,以驗(yàn)證機(jī)床的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V263

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本文編號：1213484