整體式渦輪葉盤是航空發(fā)動機(jī)最為核心的零件。而整體葉盤由一些具有不規(guī)則自由曲面形狀的葉片周期性排列而成,其葉片型面的設(shè)計和制造水平在很大的程度上決定了發(fā)動機(jī)的性能。因此關(guān)于葉片的加工是生產(chǎn)制造中的難點(diǎn)和重點(diǎn)所在,其中在整體葉盤的通道粗加工中材料的去除量占有整個葉盤完整加工過程中的大部分材料去除量。因此,采用一個高效率和高成形質(zhì)量的粗加工方法在整個渦輪葉盤的加工過程中至關(guān)重要。本課題采用具有對加工材料無選擇性,無熱響應(yīng)對材料性能無物化影響的新型射流加工方法——磨料水射流,研究以該工藝對整體式渦輪葉盤的粗加工方法。本文首先針對整體式渦輪葉盤葉片的自由曲面,進(jìn)行了關(guān)于其曲面特征的幾何特點(diǎn)進(jìn)行了分析。并建立了其近似的幾何模型,通過該模型利用微分幾何的相關(guān)知識結(jié)合計算機(jī)圖形學(xué)的方法。分析了葉片曲面的幾何特征,基于該特征,提出了加工整體式渦輪葉盤葉片曲面的數(shù)學(xué)幾何判據(jù),并利用該判據(jù)針對葉片曲面進(jìn)行了分析,提出了適用于磨料水射流加工特點(diǎn)的兩種葉片曲面加工策略。即以切向加工為主的凸面曲線切向加工以及以控制材料去除率為主的銑削加工策略。并以此來對模型進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后的模型其曲面的性質(zhì)要更適合于磨料水射流...

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 磨料水射流加工技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.1.1 磨料水射流加工技術(shù)簡介
        1.1.2 磨料水射流銑削、車削、鉆削及復(fù)合加工
    1.2 磨料水射流加工機(jī)理研究現(xiàn)狀
    1.3 渦輪葉盤加工技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 渦輪葉盤加工的難點(diǎn)
        1.3.2 渦輪葉盤加工技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 存在的問題
    1.5 本文研究的目的、意義和主要研究內(nèi)容
        1.5.1 本文研究的目的和意義
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 磨料水射流加工整體式渦輪葉盤加工策略
    2.1 整體式渦輪葉盤葉片曲面的幾何特征分析
        2.1.1 整體式渦輪葉盤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析
        2.1.2 整體式渦輪葉盤幾何建模
    2.2 基于微分幾何曲線曲面論的渦輪葉片曲面特征分類
    2.3 磨料水射流加工整體式渦輪葉盤的幾何判據(jù)及加工策略
    2.4 渦輪葉片曲面加工工藝模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 磨料水射流加工渦輪葉片凸面的加工仿真和實(shí)驗(yàn)
    3.1 磨料水射流加工渦輪葉片凸面幾何學(xué)及運(yùn)動學(xué)原理
    3.2 直紋渦輪葉片和扭轉(zhuǎn)非直紋曲面葉片的加工仿真
        3.2.1 基于SolidWorks二次開發(fā)的加工仿真方法
        3.2.2 曲面切線切割加工方式的仿真
    3.3 磨料水射流加工直紋面曲面的實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)備
        3.3.2 曲面切線切割實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及分析
    3.4 面向加工質(zhì)量的加工模型優(yōu)化
    3.5 本章小結(jié)
第4章 磨料水射流材料去除率模型研究
    4.1 磨料水射流沖蝕過程有限元仿真
        4.1.1 單顆粒磨料沖蝕模型
        4.1.2 多顆粒磨料沖蝕模型
    4.2 磨料水射流單因素實(shí)驗(yàn)研究
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
        4.2.2 工藝參數(shù)對材料去除率的影響
    4.3 材料去除率正交實(shí)驗(yàn)研究
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計
        4.3.2 正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及分析
    4.4 材料去除率預(yù)測模型
    4.5 曲面創(chuàng)成機(jī)理研究
    4.6 本章小結(jié)
第5章 整體式渦輪葉盤的加工路徑規(guī)劃及仿真
    5.1 葉輪葉片自由曲面切割路徑規(guī)劃
        5.1.1 路徑生成的基本原理
        5.1.2 整體式葉盤的無干涉射流切割仿真
    5.2 整體式渦輪葉盤磨料水射流加工路徑生成
        5.2.1 葉輪加工路徑生成中的關(guān)鍵問題
        5.2.2 葉輪的加工路徑生成
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果及獲得的獎勵
致謝
學(xué)位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3797953