本文選題：整體葉輪 + 復(fù)雜曲面�。� 參考：《上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：復(fù)雜曲面整體葉輪零件是高端工業(yè)裝備中的核心零部件,具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜,曲面扭曲嚴(yán)重,去除材料率高,切削剛性差等特點(diǎn),其曲面形狀和制造精度直接影響裝備的工作效率。但整體葉輪系零件制造過程中極易發(fā)生變形、振動(dòng)、干涉等問題,制造難度極大,為當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔助制造的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。本文基于國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,綜述了整體葉輪零件的制造難點(diǎn),介紹了葉輪制造技術(shù)的發(fā)展和未來的發(fā)展趨勢(shì),闡述了影響弱剛性零部件加工制造精度的主要因素,分析了整體葉輪零件超薄葉片產(chǎn)生加工變形的原因,提出了非均勻余量工藝優(yōu)化策略。針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中的某型號(hào)環(huán)控系統(tǒng)內(nèi)置軸流式葉輪葉片進(jìn)行了非均勻余量工藝優(yōu)化設(shè)計(jì),使用NX高級(jí)仿真模塊和ANSYS Workbench軟件對(duì)其優(yōu)化前后進(jìn)行了變形分析、振動(dòng)模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,分析結(jié)果顯示葉片剛度在三個(gè)方向優(yōu)化率分別為58.82%,50%和37.5%,優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)6階模態(tài)有明顯提升,證明該工藝優(yōu)化策略對(duì)抑制切削顫振,減小加工時(shí)因切削振動(dòng)導(dǎo)致的零件變型有效。論文在理論研究的基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)了案例葉輪從下料至零件產(chǎn)出的全流程工藝方案,NX CAM模塊刀具軌跡規(guī)劃、虛擬機(jī)床仿真加工并進(jìn)行了非均勻余量工藝優(yōu)化前后的切削對(duì)比試驗(yàn)。應(yīng)用三維掃描曲面輪廓度檢測(cè)方案對(duì)整體葉輪零件進(jìn)行加工精度檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果顯示,優(yōu)化后的復(fù)雜曲面葉片吸力面的制造精度平均優(yōu)化率為63.8%,壓力面的制造精度平均優(yōu)化率為48.84%,證明該工藝優(yōu)化策略能有效提高整體葉輪超薄葉片的切削剛度,減小葉片在切削制造過程中產(chǎn)生的切削顫振,并且具有很強(qiáng)的實(shí)用性。對(duì)類似結(jié)構(gòu)、類似尺寸整體葉輪零件的工藝性能提升能具有一定的指導(dǎo)意義。
[Abstract]:The integral impeller part with complex curved surface is the core part in high-end industrial equipment. It has the characteristics of complex structure, serious curved surface distortion, high material removal rate and poor cutting rigidity, etc. The shape and manufacturing accuracy of the surface directly affect the working efficiency of the equipment. However, the problems of deformation, vibration, interference and so on are easy to occur in the manufacturing process of integral impeller system parts, which is very difficult to manufacture, and is one of the most important and difficult problems in the research of computer-aided manufacturing. Based on the current research situation at home and abroad, this paper summarizes the manufacturing difficulties of integral impeller parts, introduces the development of impeller manufacturing technology and the development trend in the future, and expounds the main factors that affect the machining and manufacturing accuracy of weakly rigid parts. The causes of machining deformation of ultra-thin blades of integral impeller parts are analyzed, and the optimization strategy of non-uniform allowance technology is put forward. The non-uniform allowance process optimization design of an internal axial flow impeller blade is carried out for a certain type of environmental control system in practice. The deformation analysis before and after optimization is carried out by using NX advanced simulation module and ANSYS Workbench software. The results of vibration modal analysis show that the optimum rates of blade stiffness in three directions are 58.82% and 37.5%, respectively. The six order modes of the optimized structure are obviously improved. It is proved that the process optimization strategy can restrain the cutting chatter. It is effective to reduce the modification of parts caused by cutting vibration. On the basis of theoretical research, the paper designs the whole process plan of the case impeller from cutting material to parts output, and the tool path planning of NX CAM module is designed. Simulation machining of virtual machine tool and cutting contrast test before and after optimization of non-uniform margin technology are carried out. The machining accuracy of integral impeller parts is tested by 3D scanning curved surface contours detection scheme, and the results show that, The average optimization rate of manufacturing precision of suction surface of complex curved surface is 63.8%, and the average optimization rate of manufacturing precision of pressure surface is 48.84. It is proved that the process optimization strategy can effectively improve the cutting stiffness of the blade of integral impeller. The cutting chatter produced in cutting process is reduced, and it has strong practicability. It has certain guiding significance for the similar structure and the similar size integral impeller parts.
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH161.1

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