【摘要】：高性能以及高可靠性的航空發(fā)動機是我國航空制造業(yè)研究的重點和難點,其中發(fā)動機葉片的加工變形問題是阻礙發(fā)動機性能進一步提升的關(guān)鍵因素之一。為了解決以航空發(fā)動機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,避免了復雜度較高的實體求交運算,提高了切削力計算的效率。(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行槽切實驗,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驗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)進行求解,并用實驗數(shù)據(jù)驗證了切削力系數(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)控加工仿真和實驗。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軟件進行加工仿真驗證了數(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)生機理，國內(nèi)外學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行固定夾緊的方法，可以

結(jié)構(gòu)進行建模。逡逑廣義螺旋運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，以刀具端面中心點為原點，以刀具回轉(zhuǎn)面的軸線為；ｃ軸建逡逑立刀具坐標系，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)方逡逑程可以表達為式（２－１）的形式：逡逑圖２－１回轉(zhuǎn)刀具設(shè)計逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｒｏｔａｒｙ邋ｔｏｏｌ邋ｄｅｓｉｇｎ逡逑９逡逑
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V263;TG547

【參考文獻】

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本文編號：2683763