【摘要】：高性能以及高可靠性的航空發(fā)動機(jī)是我國航空制造業(yè)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn),其中發(fā)動機(jī)葉片的加工變形問題是阻礙發(fā)動機(jī)性能進(jìn)一步提升的關(guān)鍵因素之一。為了解決以航空發(fā)動機(jī)葉片為代表的自由曲面類零件在加工過程中的變形問題,本文主要完成了以下工作:(1)球頭立銑刀切削力建模。以現(xiàn)有切削力模型為基礎(chǔ),建立了球頭刀的切削力模型;綜合考慮工件曲面的曲率變化以及刀軸矢量姿態(tài)的變化,提出了計(jì)算切削力模型中未變形切屑厚度的算法,從而將現(xiàn)有的切削力模型從平面類零件推廣到自由曲面類零件;根據(jù)對切屑幾何體形成機(jī)理的分析,得到了刀具刃線參與切削區(qū)域須滿足的幾何條件,避免了復(fù)雜度較高的實(shí)體求交運(yùn)算,提高了切削力計(jì)算的效率。(2)切削力系數(shù)識別。在不同切削參數(shù)條件下對鈦合金材料毛坯進(jìn)行槽切實(shí)驗(yàn),測量加工過程中的切削力。通過建立不同方向平均切削力的實(shí)驗(yàn)值和理論值的等量關(guān)系,對切削力模型中的切削力系數(shù)進(jìn)行求解,并用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了切削力系數(shù)識別結(jié)果的可靠性,最終得到了完整的切削力模型。(3)基于切削力模型進(jìn)行刀軸矢量規(guī)劃。根據(jù)得到的球頭刀切削力模型,得到不同切削參數(shù)下的切削力數(shù)據(jù),基于得到的數(shù)據(jù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型modell用于映射切削參數(shù)和切削力之間的關(guān)系;同時(shí)考慮法向切削力、刀軸矢量變化程度以及切削力方向變化程度,建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型model2,實(shí)現(xiàn)對輸入的刀位文件的刀軸矢量優(yōu)化。(4)葉片數(shù)控加工仿真和實(shí)驗(yàn)。利用UG軟件的CAM模塊生成鈦合金葉片的數(shù)控加工程序,用VERICUT軟件進(jìn)行加工仿真驗(yàn)證了數(shù)控程序的正確性。對葉片精加工階段的部分刀位軌跡進(jìn)行了刀軸矢量優(yōu)化,通過對比精加工之后葉片上經(jīng)過刀軸矢量優(yōu)化的區(qū)域以及未經(jīng)過刀軸矢量優(yōu)化的區(qū)域的變形量,驗(yàn)證了本文提出的刀軸矢量規(guī)劃算法的有效性。
【圖文】：

形控制研究現(xiàn)狀逡逑加工變形的產(chǎn)生機(jī)理，國內(nèi)外學(xué)者對葉片的變形控制的控制葉片加工變形的方式主要包括以下幾種：逡逑夾方式。目前在實(shí)際生產(chǎn)中，普遍采用過定位裝夾或是葉片加工采用的主要裝夾方式，但隨著加工的進(jìn)行，殘余應(yīng)力將會按照某種特定規(guī)律重新分布。由于工件放，加工完成之后解除兩端約束，葉片發(fā)生變形以維種變形，傳統(tǒng)的加工工藝是每加工一次后拆卸夾具釋安裝誤差并且延長了生產(chǎn)周期，成本增加。于建華［５］根設(shè)計(jì)了某種多自由度的自適應(yīng)裝夾裝置，并對該夾具擬，，該夾具無需多次拆卸工件即可逐層消除新產(chǎn)生的為例，研究了加工過程中的定位誤差以及加工誤差的的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。王廣林［７］提出了一種通過氣力的裝夾方式對葉片兩端進(jìn)行固定夾緊的方法，可以

結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。逡逑廣義螺旋運(yùn)動的理論可以用于描述具有任意母線形狀的回轉(zhuǎn)刀具，具有一定的逡逑普適性。如圖２－１所示，以刀具端面中心點(diǎn)為原點(diǎn)，以刀具回轉(zhuǎn)面的軸線為；ｃ軸建逡逑立刀具坐標(biāo)系，其中＾軸取垂直向上，ｚ軸根據(jù)右手定則確定。則回轉(zhuǎn)面的參數(shù)方逡逑程可以表達(dá)為式（２－１）的形式：逡逑圖２－１回轉(zhuǎn)刀具設(shè)計(jì)逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｒｏｔａｒｙ邋ｔｏｏｌ邋ｄｅｓｉｇｎ逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V263;TG547

【參考文獻(xiàn)】

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1 馬建偉;賈振元;王福吉;王泠;許強(qiáng);;局部幾何特征急變類零件分區(qū)變參工藝制定方法[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2015年11期

2 秦國華;趙旭亮;吳竹溪;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法的薄壁件多重裝夾布局優(yōu)化[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2015年01期

3 趙厚偉;張松;趙斌;張慶;趙國強(qiáng);;球頭銑刀加工表面形貌仿真預(yù)測[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2014年04期

4 劉威;周來水;安魯陵;;截面線等誤差步長法計(jì)算點(diǎn)云刀具路徑規(guī)劃[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2013年06期

5 崔海龍;關(guān)立文;滑勇之;王小龍;;基于VERICUT二次開發(fā)的數(shù)控加工切削力仿真研究[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2012年05期

6 王廣林;;某航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)、排氣邊處的加工技術(shù)研究[J];陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2012年01期

7 蔡永林;林立;黃澤華;;薄壁葉片加工誤差分析與預(yù)測[J];北京交通大學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

8 章振翔;張金明;王來錢;;基于DEFORM-3D的不銹鋼切削力有限元仿真[J];輕工機(jī)械;2011年04期

9 高俊鵬;呂民;王連玉;廖冬梅;;基于VERICUT的汽輪機(jī)大葉片數(shù)控加工仿真的應(yīng)用[J];汽輪機(jī)技術(shù);2011年02期

10 徐金亭;劉偉軍;卞宏友;王華兵;;基于網(wǎng)格曲面模型的等殘留刀位軌跡生成方法[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年11期

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2 付中濤;基于切削力預(yù)測模型的復(fù)雜曲面銑削進(jìn)給速度優(yōu)化研究[D];華中科技大學(xué);2015年

3 劉旭;基于動態(tài)加工特征的復(fù)雜曲面加工方法[D];南京航空航天大學(xué);2015年

4 陳龍;自由曲面加工軌跡規(guī)劃方法及解釋器關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

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3 邵丁;葉片造型及多軸加工刀具軌跡研究[D];西安科技大學(xué);2017年

本文編號：2683763