本文關(guān)鍵詞：整體葉盤型面砂帶當(dāng)量磨削及工藝參數(shù)研究

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【摘要】：整體葉盤是新一代高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵核心零件,它的設(shè)計(jì)制造技術(shù)的提升對于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步、國防建設(shè)強(qiáng)化具有重大推動(dòng)作用和戰(zhàn)略意義。由于整體葉盤的葉片型面為自由曲面,經(jīng)過銑削加工以后,葉片型面依然存在波峰波谷殘留銑削刀痕,而設(shè)計(jì)要求在進(jìn)排氣緣附近不允許有橫向加工痕跡,葉尖端面和圓角不允許有葉盆到葉背方向的紋理,那么必須進(jìn)行一定程度的修磨以提高整體葉盤的表面質(zhì)量及輪廓精度。但是由于在銑削后葉片型面與葉片邊緣余量不同,導(dǎo)致修磨量不一致,且葉盤葉片進(jìn)排氣邊、根部轉(zhuǎn)角、及阻尼臺(tái)等的修磨方法都有各自的特點(diǎn),極易產(chǎn)生干涉。在國外技術(shù)封鎖的狀態(tài)下,目前我國還未開發(fā)出能應(yīng)用于整體葉盤葉片自動(dòng)化拋磨的精密機(jī)床,各個(gè)主要的航發(fā)葉片制造企業(yè)多維持原有的人工拋磨的方法,導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下,難以確保葉片的輪廓精度和一致性。為了改變目前人工拋磨整體葉盤的局面,提高葉盤的加工質(zhì)量,結(jié)合目前已有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)砂帶磨削技術(shù)對整體葉盤當(dāng)量軸磨削控制進(jìn)行研究具有重要的意義。本文以整體葉盤作為研究對象,分別從理論和工藝試驗(yàn)著手開展如下工作:①針對砂帶磨削的特點(diǎn),對其磨損機(jī)理及微觀磨粒去除材料的原理進(jìn)行研究,探究砂帶磨削中彈性接觸情況下的磨損機(jī)理,并對整體葉盤葉片砂帶磨削加工工藝可行性進(jìn)行分析;②以國內(nèi)外整體葉盤拋磨加工技術(shù)及當(dāng)量磨削技術(shù)的分析為基礎(chǔ),確定采用Bang-Bang控制結(jié)合模糊PID控制的策略對葉片磨削當(dāng)量軸進(jìn)行控制,并對當(dāng)量軸各主要部件進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建立,完成相關(guān)傳遞函數(shù)的推導(dǎo),得到控制系統(tǒng)的總模型;③結(jié)合控制策略設(shè)計(jì)當(dāng)量軸控制硬件系統(tǒng)的總體方案,并完成當(dāng)量軸磨削機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),對部分重要控制硬件進(jìn)行選型,并對數(shù)據(jù)采集硬件的連接方法進(jìn)行研究;對當(dāng)量軸控制算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究,基于Labview自帶的工具包開發(fā)當(dāng)量軸控制模塊;④開展當(dāng)量磨削試驗(yàn)研究。首先采用整體葉盤所使用的材料進(jìn)行當(dāng)量磨削性能試驗(yàn),分析鎳基高溫合金的當(dāng)量磨削特性,確定當(dāng)量磨削相關(guān)工藝參數(shù)。并對當(dāng)量控制系統(tǒng)進(jìn)行平臺(tái)的安裝調(diào)試,進(jìn)行當(dāng)量磨削控制效果驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)系統(tǒng)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：整體葉盤 當(dāng)量軸 Bang-Bang控制 模糊PID 砂帶磨削
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V263
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 課題研究背景及研究意義8-10
• 1.2 整體葉盤拋磨加工技術(shù)及當(dāng)量磨削技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 整體葉盤拋磨加工技術(shù)研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.2 當(dāng)量磨削技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容17-20
• 1.3.1 課題來源17-18
• 1.3.2 本文主要研究內(nèi)容18-20
• 2 整體葉盤材料砂帶磨削磨損機(jī)理研究及工藝可行性20-30
• 2.1 砂帶磨損機(jī)理及微觀磨粒去除材料理論模型20-23
• 2.2 彈性接觸情況下的磨損機(jī)理23-27
• 2.3 整體葉盤型面數(shù)控砂帶磨削工藝可行性分析27-28
• 2.4 本章總結(jié)28-30
• 3 當(dāng)量軸控制系統(tǒng)的模型建立30-40
• 3.1 當(dāng)量軸控制系統(tǒng)各元件數(shù)學(xué)模型30-34
• 3.1.1 磨削機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的研究30-31
• 3.1.2 氣缸壓力模型的研究31-32
• 3.1.3 電氣比例閥模型的研究32-34
• 3.2 當(dāng)量軸控制系統(tǒng)總模型34-35
• 3.3 整體葉盤葉片的加工變形誤差預(yù)測與規(guī)律分析35-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 4 基于柔性磨削技術(shù)的當(dāng)量軸硬件結(jié)構(gòu)研究40-48
• 4.1 當(dāng)量軸控制硬件總體方案40-41
• 4.2 當(dāng)量軸磨削機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)41-42
• 4.3 當(dāng)量軸控制硬件選型42-44
• 4.3.1 數(shù)據(jù)采集控制卡42-44
• 4.3.2 電氣比例閥44
• 4.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及控制硬件連接44-47
• 4.4.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接45-46
• 4.4.2 控制硬件電氣連接46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 5 整體葉盤磨削當(dāng)量軸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)48-60
• 5.1 系統(tǒng)控制算法的基本思想48-50
• 5.1.1 Bang-Bang控制原理48-49
• 5.1.2 模糊PID控制原理49-50
• 5.2 基于bang-bang控制的模糊PID控制器設(shè)計(jì)50-54
• 5.3 當(dāng)量軸控制模塊開發(fā)過程54-59
• 5.3.1 當(dāng)量軸控制模塊的算法實(shí)現(xiàn)54-57
• 5.3.2 基于Labview的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)57-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 6 砂帶當(dāng)量磨削實(shí)驗(yàn)與研究60-68
• 6.1 材料當(dāng)量磨削性能實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析60-64
• 6.1.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)60-62
• 6.1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析62-64
• 6.2 當(dāng)量控制磨削實(shí)驗(yàn)與分析64-67
• 6.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)安裝調(diào)試64-67
• 6.2.2 當(dāng)量磨削控制結(jié)果與分析67
• 6.3 本章小結(jié)67-68
• 7 結(jié)論與展望68-70
• 7.1 結(jié)論68-69
• 7.2 今后工作展望69-70
• 致謝70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 附錄76
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文76
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目76

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