基于誤差補償?shù)暮娇杖~片加工變形控制技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-03-30 12:17
航空發(fā)動機性能的優(yōu)劣很大程度上取決于葉片的制造精度和質(zhì)量。葉片作為航空發(fā)動機的核心零部件,具有形狀復(fù)雜、壁薄、扭轉(zhuǎn)角大等特點,在加工過程中容易產(chǎn)生嚴(yán)重的加工變形,導(dǎo)致其制造難度很大,因此航空發(fā)動機葉片制造被譽為“現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠”。為了提升我國航空發(fā)動機的整體水平,縮小中西方差距,提升葉片制造技術(shù)水平已迫在眉睫。本文對葉片制造技術(shù)尤其是加工變形控制技術(shù)進行深入分析,重點研究葉片由銑削力產(chǎn)生的彈性變形及由初始?xì)堄鄳?yīng)力釋放引起的變形并進行相應(yīng)的誤差補償。主要研究內(nèi)容包括:1.基于材料力學(xué)理論,分別對葉片加工過程的兩種變形原因進行分析。對葉片建立懸臂梁簡化模型結(jié)構(gòu),推導(dǎo)出葉片變形與幾何尺寸的關(guān)聯(lián)公式;將殘余應(yīng)力釋放過程等效為彈性變形過程,根據(jù)彈性理論將殘余應(yīng)力等效為作用在零件上的外力。2.基于斜角切削理論建立球頭刀三軸銑削力模型。通過建立球頭銑刀三維模型,求解銑削微元寬度和瞬時銑削厚度,最后基于實驗,利用平均力法及最小二乘法對銑削力系數(shù)進行標(biāo)定。3.建立考慮銑削力作用下的葉片簡化模型,提出基于反變形原理的加工變形誤差補償方法,通過單次誤差補償對簡化模型進行分析和對比實驗,分別測量得出補償...
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
中國航發(fā)AEF3500寬體客機發(fā)動機在發(fā)動機的可靠性和壽命上,目前美國生產(chǎn)的發(fā)動機壽命已經(jīng)接近10000個小時,
圖 1-2 航空發(fā)動機的構(gòu)成機結(jié)構(gòu)復(fù)雜,作為其核心零部件的葉片更是如此,而且其具薄等特點,很容易在加工過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的加工變形。在發(fā)要承受高溫、高壓、強振動等惡劣環(huán)境的影響,在上千個葉,后果都是不可估量的。葉片的加工精度影響著航空發(fā)動加工變形是造成加工精度降低的罪魁禍?zhǔn),變形?yán)重往往提高葉片的加工精度,控制葉片的加工變形,一直是國內(nèi)外研究現(xiàn)狀動機葉片制造技術(shù)研究現(xiàn)狀片精密數(shù)控加工領(lǐng)域與西方發(fā)達國家存在很大差距,縮短密數(shù)控領(lǐng)域的影響力,一直是國內(nèi)眾多科研人員努力的目
=Fk (2 表示銑削力的大小,k 表示工件的剛度, 是工件在銑削力的作用下產(chǎn)生的,從式中可以看出,彈性變形量的大小與作用在工件上的銑削力成正比,與成反比。為此,本小節(jié)將基于材料力學(xué),研究加工過程中銑削力對葉片加工;P臀乃芯康娜~片屬于不規(guī)則的曲面,懸伸長,型面扭曲嚴(yán)重,如圖 2-2(a)。析過程,將葉片型面模型簡化為規(guī)則的形狀,如圖 2-2(b),葉片簡化模型的模型的長度相等,寬度根據(jù)葉片截面的平均弦長確定(如沿葉片長度方向個截面,分別測量各個截面的弦長,弦長的平均值即為葉片簡化模型的寬據(jù)葉片截面的平均厚度確定,通過對簡化模型施加銑削力,分析其變形規(guī)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于殘余應(yīng)力釋放的航空結(jié)構(gòu)件加工變形模型與結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法[J]. 秦國華,林鋒,葉海潮,侯源君,陳雪梅,韓雄,王華敏. 工程力學(xué). 2018(09)
[2]我國航空制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 徐鐸. 山東工業(yè)技術(shù). 2017(19)
[3]航空發(fā)動機葉片加工變形因素分析及控制[J]. 李碩. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2017(18)
[4]航空發(fā)動機先進數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用分析[J]. 楊金發(fā),張軍,李家永,楊萬輝,陳雷,梁宏坤. 金屬加工(冷加工). 2015(11)
[5]航空發(fā)動機風(fēng)扇/壓氣機葉片制造關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李海寧,趙赟,史耀耀,姚倡鋒,譚靚. 航空制造技術(shù). 2013(16)
[6]一種薄壁懸臂葉片數(shù)控加工非均勻余量剛度補償方法[J]. 單晨偉,趙穎,劉維偉,張定華. 航空學(xué)報. 2013(03)
[7]葉片精密加工彈性變形誤差分析及規(guī)律研究[J]. 趙明,劉維偉,李杰光. 機械設(shè)計與制造. 2009(06)
[8]航空腔型薄壁件銑削變形的預(yù)測[J]. 郭魂,左敦穩(wěn),劉遠(yuǎn)偉,王珉,童國權(quán). 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2008(01)
[9]立銑切削力分類研究及精確銑削力模型的建立[J]. 康永剛,王仲奇,吳建軍,姜澄宇. 航空學(xué)報. 2007(02)
[10]航空發(fā)動機薄壁葉片精密數(shù)控加工技術(shù)研究[J]. 劉維偉,張定華,史耀耀,任軍學(xué),汪文虎. 機械科學(xué)與技術(shù). 2004(03)
博士論文
[1]整體葉輪銑削加工彈性變形預(yù)測及誤差補償研究[D]. 黃澤華.北京交通大學(xué) 2013
[2]航空薄壁件精密銑削加工變形的預(yù)測理論及方法研究[D]. 白萬金.浙江大學(xué) 2009
[3]薄壁件精密切削變形控制與誤差補償技術(shù)研究[D]. 胡創(chuàng)國.西北工業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]航空葉片切削進給優(yōu)化研究[D]. 黃博豪.華中科技大學(xué) 2015
[2]鈦合金整體葉輪數(shù)控加工彈性變形控制技術(shù)研究[D]. 鄢龍志.華中科技大學(xué) 2014
[3]航空葉片數(shù)控加工變形分析與控制方法研究[D]. 賈立偉.西安工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3109492
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
中國航發(fā)AEF3500寬體客機發(fā)動機在發(fā)動機的可靠性和壽命上,目前美國生產(chǎn)的發(fā)動機壽命已經(jīng)接近10000個小時,
圖 1-2 航空發(fā)動機的構(gòu)成機結(jié)構(gòu)復(fù)雜,作為其核心零部件的葉片更是如此,而且其具薄等特點,很容易在加工過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的加工變形。在發(fā)要承受高溫、高壓、強振動等惡劣環(huán)境的影響,在上千個葉,后果都是不可估量的。葉片的加工精度影響著航空發(fā)動加工變形是造成加工精度降低的罪魁禍?zhǔn),變形?yán)重往往提高葉片的加工精度,控制葉片的加工變形,一直是國內(nèi)外研究現(xiàn)狀動機葉片制造技術(shù)研究現(xiàn)狀片精密數(shù)控加工領(lǐng)域與西方發(fā)達國家存在很大差距,縮短密數(shù)控領(lǐng)域的影響力,一直是國內(nèi)眾多科研人員努力的目
=Fk (2 表示銑削力的大小,k 表示工件的剛度, 是工件在銑削力的作用下產(chǎn)生的,從式中可以看出,彈性變形量的大小與作用在工件上的銑削力成正比,與成反比。為此,本小節(jié)將基于材料力學(xué),研究加工過程中銑削力對葉片加工;P臀乃芯康娜~片屬于不規(guī)則的曲面,懸伸長,型面扭曲嚴(yán)重,如圖 2-2(a)。析過程,將葉片型面模型簡化為規(guī)則的形狀,如圖 2-2(b),葉片簡化模型的模型的長度相等,寬度根據(jù)葉片截面的平均弦長確定(如沿葉片長度方向個截面,分別測量各個截面的弦長,弦長的平均值即為葉片簡化模型的寬據(jù)葉片截面的平均厚度確定,通過對簡化模型施加銑削力,分析其變形規(guī)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于殘余應(yīng)力釋放的航空結(jié)構(gòu)件加工變形模型與結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法[J]. 秦國華,林鋒,葉海潮,侯源君,陳雪梅,韓雄,王華敏. 工程力學(xué). 2018(09)
[2]我國航空制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 徐鐸. 山東工業(yè)技術(shù). 2017(19)
[3]航空發(fā)動機葉片加工變形因素分析及控制[J]. 李碩. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2017(18)
[4]航空發(fā)動機先進數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用分析[J]. 楊金發(fā),張軍,李家永,楊萬輝,陳雷,梁宏坤. 金屬加工(冷加工). 2015(11)
[5]航空發(fā)動機風(fēng)扇/壓氣機葉片制造關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李海寧,趙赟,史耀耀,姚倡鋒,譚靚. 航空制造技術(shù). 2013(16)
[6]一種薄壁懸臂葉片數(shù)控加工非均勻余量剛度補償方法[J]. 單晨偉,趙穎,劉維偉,張定華. 航空學(xué)報. 2013(03)
[7]葉片精密加工彈性變形誤差分析及規(guī)律研究[J]. 趙明,劉維偉,李杰光. 機械設(shè)計與制造. 2009(06)
[8]航空腔型薄壁件銑削變形的預(yù)測[J]. 郭魂,左敦穩(wěn),劉遠(yuǎn)偉,王珉,童國權(quán). 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2008(01)
[9]立銑切削力分類研究及精確銑削力模型的建立[J]. 康永剛,王仲奇,吳建軍,姜澄宇. 航空學(xué)報. 2007(02)
[10]航空發(fā)動機薄壁葉片精密數(shù)控加工技術(shù)研究[J]. 劉維偉,張定華,史耀耀,任軍學(xué),汪文虎. 機械科學(xué)與技術(shù). 2004(03)
博士論文
[1]整體葉輪銑削加工彈性變形預(yù)測及誤差補償研究[D]. 黃澤華.北京交通大學(xué) 2013
[2]航空薄壁件精密銑削加工變形的預(yù)測理論及方法研究[D]. 白萬金.浙江大學(xué) 2009
[3]薄壁件精密切削變形控制與誤差補償技術(shù)研究[D]. 胡創(chuàng)國.西北工業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]航空葉片切削進給優(yōu)化研究[D]. 黃博豪.華中科技大學(xué) 2015
[2]鈦合金整體葉輪數(shù)控加工彈性變形控制技術(shù)研究[D]. 鄢龍志.華中科技大學(xué) 2014
[3]航空葉片數(shù)控加工變形分析與控制方法研究[D]. 賈立偉.西安工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3109492
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