【摘要】：葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心高性能構(gòu)件,長(zhǎng)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(jī)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(guò)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(guò)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(guò)程中的力、溫度、振動(dòng)和砂帶磨損等狀態(tài)參數(shù)產(chǎn)生非線性變化。針對(duì)這一難題,本文提出一種基于磨削過(guò)程狀態(tài)參數(shù)精準(zhǔn)測(cè)試和分析的參數(shù)化控制方法,通過(guò)有效控制磨削工藝參數(shù)而精準(zhǔn)控制磨削過(guò)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?jī)?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(cè)和評(píng)價(jià)方法。針對(duì)葉片七軸六聯(lián)動(dòng)數(shù)控磨削加工過(guò)程,研究磨削工藝參數(shù)對(duì)磨削過(guò)程狀態(tài)參數(shù)及磨削質(zhì)量的影響規(guī)律。(2)針對(duì)磨削過(guò)程中的關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的性能要求,提出了精準(zhǔn)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的組建方案。選擇硬件實(shí)現(xiàn)磨削狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換和信號(hào)調(diào)理,運(yùn)用LabVIEW編程軟件及其RT實(shí)時(shí)模塊、FPGA模塊完成測(cè)試軟件系統(tǒng)的開發(fā),實(shí)現(xiàn)力、溫度和振動(dòng)等多信號(hào)采集控制、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等測(cè)試功能。(3)分析磨削參數(shù)數(shù)字信號(hào)濾波、去除均值和趨勢(shì)項(xiàng)、加窗等預(yù)處理方法,研究不同的磨削過(guò)程狀態(tài)信號(hào)分析方法及其在軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域和時(shí)頻聯(lián)合分析。針對(duì)葉片材料的試樣開展磨削加工基礎(chǔ)試驗(yàn),研究磨削工藝參數(shù)對(duì)磨削過(guò)程中的磨削力、磨削溫度與磨削振動(dòng)的影響規(guī)律。(4)通過(guò)對(duì)某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)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(duì)磨削工藝進(jìn)行規(guī)劃。基于砂帶磨削參數(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(yàn),對(duì)磨削加工后幾何精度和表面質(zhì)量進(jìn)行分析,驗(yàn)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(guó)先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制起步晚，技術(shù)水平薄弱，一直處于對(duì)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(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的只有美、英兩個(gè)國(guó)家，英國(guó)羅 羅、美國(guó)普惠和通用 3 家公司在渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)中處于絕對(duì)的壟斷地位。大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于民航客機(jī)，小涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)追求高速高推力，，主要用于軍用飛機(jī)（如圖 1.1 所示）。“十三五”期間，國(guó)家實(shí)施航空發(fā)動(dòng)機(jī)重大專項(xiàng)，加大對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)的投入力度，提升軍民用飛機(jī)動(dòng)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(duì)砂帶磨削工藝參數(shù)對(duì)材料去除的預(yù)行了研究，采用如圖 1.3 所示的機(jī)器人砂帶磨削裝置開展試驗(yàn)，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(dòng)機(jī)鈦合金葉片砂帶磨削試驗(yàn)，探討了砂帶線速度和工件進(jìn)給速度對(duì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V263

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 彭玉海;侯紅玲;李志峰;;渦輪葉片的雙頭恒力拋光技術(shù)研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2015年05期

2 楊宇航;黃云;王亞杰;肖貴堅(jiān);魏和平;;GH4169高溫鎳基合金砂帶磨削工藝試驗(yàn)分析[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2015年09期

3 劉金勇;李煥峰;崔巍;;基于LabVIEW的砂帶磨削力動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)研究[J];機(jī)械工程師;2014年08期

4 段繼豪;史耀耀;張軍鋒;董婷;李小彪;;航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片柔性拋光技術(shù)[J];航空學(xué)報(bào);2012年03期

5 徐水竹;楊京;張仲寧;程建春;劉翔雄;;基于小波變換的磨削噪聲在線監(jiān)測(cè)方法[J];聲學(xué)技術(shù);2011年03期

6 劉樹生;;航空鈦合金葉片數(shù)控砂帶磨削關(guān)鍵技術(shù)[J];航空制造技術(shù);2011年04期

7 肖貴堅(jiān);黃云;黃智;劉瑞杰;;基于單因素實(shí)驗(yàn)的鈦合金砂帶磨削砂帶壽命研究及分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2010年08期

8 馬宇箭;唐小琦;陳吉紅;楊建中;;汽輪機(jī)葉片六軸聯(lián)動(dòng)砂帶磨削軌跡規(guī)劃技術(shù)研究[J];中國(guó)核電;2010年01期

9 黃智;黃云;;砂帶磨削原理及其應(yīng)用[J];金屬加工(冷加工);2008年24期

10 傅蔡安;陳佩胡;;葉片數(shù)控砂帶復(fù)合磨削加工方法的研究[J];機(jī)械制造;2007年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 莊可佳;鎳基高溫合金Inconel718高效加工切削機(jī)理與試驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2015年

2 楊赫然;葉片雙面砂帶磨削工藝?yán)碚撆c關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2012年

3 黃智;葉片型面數(shù)控砂帶磨削技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 伊浩;新型開式砂帶磨削技術(shù)及其在航發(fā)葉片加工中的應(yīng)用[D];重慶大學(xué);2016年

2 耿明順;葉片數(shù)控砂帶磨削工藝參數(shù)決策系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];重慶大學(xué);2016年

3 葉瀟瀟;航發(fā)鈦合金葉片數(shù)控砂帶磨削表面完整性研究[D];重慶大學(xué);2013年

4 吳海龍;航空發(fā)動(dòng)機(jī)精鍛葉片數(shù)控砂帶磨削工藝基礎(chǔ)研究[D];重慶大學(xué);2012年

5 杜鵬飛;多軸片砂帶磨削軌跡生成技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

6 許慶順;鈦合金板材砂帶恒壓拋磨過(guò)程型面自適應(yīng)控制技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2008年

7 黃智;基于虛擬儀器的砂帶磨削性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的研究[D];重慶大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2599209