發(fā)布時(shí)間：2020-06-13 04:46

【摘要】：復(fù)雜曲面的薄壁葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零件,葉片的加工精度以及表面質(zhì)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能具有重要的影響作用。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑削加工是薄壁葉片廣泛采用的一種加工形式。葉片具有型面復(fù)雜、剛度較弱的特征,在銑削力的作用下易發(fā)生彈性變形,從而導(dǎo)致加工后的理論表面和實(shí)際表面之間存在一定的偏差。因此,研究薄壁葉片銑削加工過程中的變形誤差預(yù)測(cè)以及相應(yīng)的控制方法具有重大的意義。為此,本文以薄壁葉片為研究對(duì)象,利用有限元數(shù)值計(jì)算以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法,對(duì)葉片加工變形預(yù)測(cè)以及誤差控制方法進(jìn)行研究,研究工作主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)基于有限元軟件DEFORM建立球頭銑刀銑削加工過程的三維熱力耦合分析模型。以銑削參數(shù)為變量,銑削力為試驗(yàn)指標(biāo),設(shè)計(jì)銑削加工正交試驗(yàn)。采用極差分析以及優(yōu)勢(shì)分析法,研究了銑削參數(shù)對(duì)銑削力的影響規(guī)律,為后續(xù)計(jì)算葉片彈性變形過程中的切削參數(shù)選擇提供參考。(2)采用材料力學(xué)和彈性力學(xué)的基本原理對(duì)葉片簡(jiǎn)化模型進(jìn)行了變形分析。為了提高變形數(shù)據(jù)的計(jì)算精度,建立了銑削力與彈性變形量之間的耦合迭代格式。利用ANSYS有限元軟件以及迭代格式計(jì)算了葉片型面離散刀觸點(diǎn)處的變形量,以此為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)擬合了葉片變形預(yù)測(cè)曲面,并對(duì)葉片變形規(guī)律進(jìn)行了分析。(3)建立了薄壁葉片加工變形BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差預(yù)測(cè)模型,輸入某一刀觸點(diǎn)的三維坐標(biāo),預(yù)測(cè)模型輸出相應(yīng)的變形數(shù)據(jù),為后續(xù)的反變形誤差補(bǔ)償提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在MATLAB GUIDE集成開發(fā)環(huán)境中,設(shè)計(jì)了預(yù)測(cè)模型構(gòu)建以及變形預(yù)測(cè)的GUI界面。(4)針對(duì)薄壁葉片銑削加工過程中產(chǎn)生的彈性“讓刀”誤差,制定了反變形誤差補(bǔ)償方案,并設(shè)計(jì)了誤差補(bǔ)償?shù)腉UI界面。對(duì)于葉片邊緣處存在的刀軸矢量變化過大的問題,結(jié)合機(jī)床回轉(zhuǎn)軸角速度約束條件和刀軸矢量光順性約束條件,提出了相應(yīng)的刀軸矢量?jī)?yōu)化方案,并實(shí)例分析了該方案的有效性。最后,集成了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建、變形誤差預(yù)測(cè)以及誤差補(bǔ)償?shù)腉UI界面,實(shí)現(xiàn)了薄壁葉片銑削加工彈性變形預(yù)測(cè)以及誤差補(bǔ)償?shù)目梢暬僮鳌?br>【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文證了該方法的有效性。黃志剛等[13]將直齒銑削過程簡(jiǎn)化為二維正交切削模行研究，，通過有限元軟件模擬得到二維銑削力，模擬結(jié)果與試驗(yàn)采集的數(shù)有很好的一致性。畢京宇等[14]在 ABAQUS 中建立了鋁硅合金 ADC12 的二速切削有限元仿真模型，通過分析切削力隨切削參數(shù)的變化規(guī)律得出最優(yōu)削參數(shù)組合。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文證了該方法的有效性。黃志剛等[13]將直齒銑削過程簡(jiǎn)化為二維正交切削模行研究，通過有限元軟件模擬得到二維銑削力，模擬結(jié)果與試驗(yàn)采集的數(shù)有很好的一致性。畢京宇等[14]在 ABAQUS 中建立了鋁硅合金 ADC12 的二速切削有限元仿真模型，通過分析切削力隨切削參數(shù)的變化規(guī)律得出最優(yōu)削參數(shù)組合。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V263.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 李樹

本文編號(hào)：2710673