【摘要】：葉片是航空發(fā)動機的核心高性能構(gòu)件,長期工作在高溫高壓、高轉(zhuǎn)速、復(fù)雜交變載荷的惡劣環(huán)境下,其加工精度和表面質(zhì)量直接決定了整機的服役性能和疲勞壽命。然而,航發(fā)葉片材料難加工、剛性差,葉型變截面、彎扭特性復(fù)雜,精密磨削難度極大。目前,砂帶磨削技術(shù)已在航發(fā)葉片精密加工領(lǐng)域獲得了成功的應(yīng)用,基本達(dá)到了加工質(zhì)量的要求。但是,砂帶柔性磨削過程的多重接觸變形使得磨削加工質(zhì)量難以精準(zhǔn)控制,磨削過程可控的工藝參數(shù)多且參數(shù)之間存在交互影響,不同磨削工藝參數(shù)組合將導(dǎo)致磨削過程中的力、溫度、振動和砂帶磨損等狀態(tài)參數(shù)產(chǎn)生非線性變化。針對這一難題,本文提出一種基于磨削過程狀態(tài)參數(shù)精準(zhǔn)測試和分析的參數(shù)化控制方法,通過有效控制磨削工藝參數(shù)而精準(zhǔn)控制磨削過程,以提高航發(fā)葉片砂帶磨削的加工精度與質(zhì)量,主要研究內(nèi)容如下:(1)分析葉片材料和復(fù)雜曲面砂帶磨削特性,在精確擬合葉片坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上建立型面輪廓的精度檢測和評價方法。針對葉片七軸六聯(lián)動數(shù)控磨削加工過程,研究磨削工藝參數(shù)對磨削過程狀態(tài)參數(shù)及磨削質(zhì)量的影響規(guī)律。(2)針對磨削過程中的關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)對測試系統(tǒng)的性能要求,提出了精準(zhǔn)參數(shù)測試系統(tǒng)的組建方案。選擇硬件實現(xiàn)磨削狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換和信號調(diào)理,運用LabVIEW編程軟件及其RT實時模塊、FPGA模塊完成測試軟件系統(tǒng)的開發(fā),實現(xiàn)力、溫度和振動等多信號采集控制、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字信號處理、數(shù)據(jù)存儲等測試功能。(3)分析磨削參數(shù)數(shù)字信號濾波、去除均值和趨勢項、加窗等預(yù)處理方法,研究不同的磨削過程狀態(tài)信號分析方法及其在軟件系統(tǒng)的實現(xiàn),對采集的信號進(jìn)行時域、頻域和時頻聯(lián)合分析。針對葉片材料的試樣開展磨削加工基礎(chǔ)試驗,研究磨削工藝參數(shù)對磨削過程中的磨削力、磨削溫度與磨削振動的影響規(guī)律。(4)通過對某型號航空發(fā)動機壓氣機葉片磨前截面特性分析和模型重構(gòu)、余量提取,采用自適應(yīng)磨削方法對磨削工藝進(jìn)行規(guī)劃�；谏皫ハ鲄�(shù)化控制方法及建立的磨削狀態(tài)參數(shù)模型優(yōu)選磨削工藝參數(shù)開展了葉片全型面的磨拋試驗,對磨削加工后幾何精度和表面質(zhì)量進(jìn)行分析,驗證航發(fā)葉片的砂帶磨削參數(shù)化控制方法的有效性。
【圖文】：

1 緒論1 緒論1.1 課題的研究背景和意義我國先進(jìn)航空發(fā)動機研制起步晚，技術(shù)水平薄弱，一直處于對歐美的技術(shù)跟隨階段。在世界范圍內(nèi)，掌握著大涵道大推力高性能民用渦扇發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)的只有美、英兩個國家，英國羅 羅、美國普惠和通用 3 家公司在渦扇發(fā)動機制造技術(shù)中處于絕對的壟斷地位。大涵道比渦扇發(fā)動機主要用于民航客機，小涵道比渦扇發(fā)動機追求高速高推力，，主要用于軍用飛機（如圖 1.1 所示）�！笆濉逼陂g，國家實施航空發(fā)動機重大專項，加大對航空發(fā)動機研發(fā)的投入力度，提升軍民用飛機動力自主創(chuàng)新能力。

圖 1.2 柔性砂帶磨削加工示意圖Fig.1.2 Schematic diagram of flexible abrasive belt grinding新加坡南洋理工大學(xué) Pandiyan[16]等對砂帶磨削工藝參數(shù)對材料去除的預(yù)行了研究，采用如圖 1.3 所示的機器人砂帶磨削裝置開展試驗，分析發(fā)現(xiàn)表面的去除材料與工藝變量之間存在非線性關(guān)系。重慶大學(xué)柴樺[17]等通動機鈦合金葉片砂帶磨削試驗，探討了砂帶線速度和工件進(jìn)給速度對磨響。ABB Robot ArmATI Omega Force SensorVariable SpeedGrinding ToolDriving Wheel
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V263

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2599209