本文關(guān)鍵詞：激光近凈成形金屬三元葉輪葉片實(shí)驗研究

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【摘要】：三元葉輪是航空發(fā)動機(jī)、大型壓縮機(jī)等透平機(jī)械的核心部件,隨著對透平機(jī)械性能要求的提高,三元葉輪的形狀也更加復(fù)雜,主要體現(xiàn)在葉片扭曲更大、厚度更薄、間隔更小,這給三元葉輪的加工帶來了極大的困難。目前,三元葉輪主要采用多軸銑削以及數(shù)控電火花等減材加工方式進(jìn)行制造,加工過程中材料去除量大,材料浪費(fèi)嚴(yán)重且加工周期較長。激光近凈成形技術(shù)是一種新型增材制造技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)各種高性能、復(fù)雜零件的快速、無模具、高致密近凈成形,采用激光近凈成形方式進(jìn)行三元葉輪成形為實(shí)現(xiàn)其短周期、低成本制造提供了工程參考,尤其對于實(shí)現(xiàn)大型受損葉輪的快速修復(fù)具有重要價值。本文以某三元葉輪中的單個葉片為成形目標(biāo),通過開展基礎(chǔ)工藝實(shí)驗,給出葉片成形所需的合理工藝參數(shù),然后針對其大傾斜、大扭轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)特征,提出了一種光束與垂直方向預(yù)設(shè)夾角的成形方法,通過開展傾斜薄壁結(jié)構(gòu)成形實(shí)驗,探究預(yù)設(shè)夾角的選擇依據(jù),最后,采用預(yù)設(shè)夾角方法進(jìn)行葉片成形并對其成形精度進(jìn)行檢測,主要研究內(nèi)容如下：(1)開展單道激光熔覆正交實(shí)驗,研究工藝參數(shù)對熔覆層形貌的影響關(guān)系,獲得合理工藝參數(shù)范圍：建立豎直薄壁成形Z軸提升量模型,并通過開展豎直薄壁成形實(shí)驗驗證模型的正確性,選擇合理的Z軸提升量。(2)在光束垂直照射條件下,開展傾斜薄壁結(jié)構(gòu)成形實(shí)驗,探究傾斜薄壁結(jié)構(gòu)傾斜極限；提出一種光束與垂直方向預(yù)設(shè)夾角的成形方法,在預(yù)設(shè)夾角條件下開展不同傾斜薄壁結(jié)構(gòu)成形實(shí)驗,給出預(yù)設(shè)夾角的選擇依據(jù),并采用預(yù)設(shè)夾角的方式成形傾角連續(xù)變化的扭轉(zhuǎn)薄壁結(jié)構(gòu),驗證預(yù)設(shè)夾角選擇依據(jù)的正確性。(3)根據(jù)葉片傾角大小對葉片進(jìn)行分段,給出分段葉片預(yù)設(shè)夾角的最佳選擇,并開展整體葉片成形實(shí)驗；掃描得到實(shí)際成形葉片的三維掃描模型,拾取掃描模型在特定位置處的掃描型線,并將其與設(shè)計型線進(jìn)行對比,判斷葉片后續(xù)加工余量大小。
【關(guān)鍵詞】：三元葉輪 激光近凈成形 預(yù)設(shè)夾角 傾斜薄壁結(jié)構(gòu) 扭轉(zhuǎn)薄壁結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG665
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-25
• 1.1 三元葉輪葉片9-13
• 1.1.1 三元葉輪葉片概述9-11
• 1.1.2 三元葉輪葉片加工方法及存在的問題11-13
• 1.2 激光近凈成形技術(shù)13-24
• 1.2.1 激光近凈成形技術(shù)概述13-19
• 1.2.2 激光近凈成形金屬結(jié)構(gòu)件國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-23
• 1.2.3 激光近凈成形三元葉輪葉片存在的難點(diǎn)23-24
• 1.3 本課題研究內(nèi)容24-25
• 2 激光近凈成形實(shí)驗條件及基礎(chǔ)工藝實(shí)驗25-38
• 2.1 激光近凈成形實(shí)驗條件25-28
• 2.1.1 激光近凈成形系統(tǒng)25-27
• 2.1.2 實(shí)驗材料選取27-28
• 2.2 激光近凈成形基礎(chǔ)工藝參數(shù)選擇28-37
• 2.2.1 單道單層激光熔覆正交實(shí)驗分析28-34
• 2.2.2 Z軸提升量數(shù)學(xué)模型34-35
• 2.2.3 Z軸提升量驗證實(shí)驗35-37
• 2.3 本章小結(jié)37-38
• 3 激光近凈成形傾斜薄壁結(jié)構(gòu)實(shí)驗研究38-56
• 3.1 光束垂直照射條件下傾斜薄壁結(jié)構(gòu)成形實(shí)驗38-41
• 3.1.1 傾斜薄壁結(jié)構(gòu)傾斜角度數(shù)學(xué)模型38-39
• 3.1.2 光束垂直照射條件下傾斜極限探究39-41
• 3.2 預(yù)設(shè)夾角條件下傾斜薄壁結(jié)構(gòu)成形實(shí)驗41-49
• 3.2.1 預(yù)設(shè)夾角方法實(shí)驗原理41-42
• 3.2.2 實(shí)驗方案設(shè)計42-43
• 3.2.3 傾斜角成形精度分析43-49
• 3.3 扭轉(zhuǎn)薄壁結(jié)構(gòu)激光近凈成形實(shí)驗49-55
• 3.3.1 扭轉(zhuǎn)角與傾斜角關(guān)系模型49-50
• 3.3.2 實(shí)驗方案設(shè)計50-51
• 3.3.3 扭轉(zhuǎn)角成形精度分析51-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 4 三元葉輪葉片激光近凈成形實(shí)驗56-70
• 4.1 葉片模型前處理56-61
• 4.1.1 成形基座添加56-57
• 4.1.2 加工代碼生成57-59
• 4.1.3 葉片模型角度計算及分段59-61
• 4.2 三元葉輪葉片成形實(shí)驗61-64
• 4.2.1 葉片分段成形61-63
• 4.2.2 葉片整體成形63-64
• 4.3 葉片成形精度分析64-69
• 4.3.1 葉片檢測方法64-66
• 4.3.2 葉片表面加工余量分析66-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況76-77
• 致謝77-78

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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3 劉運(yùn)晶;;修銼葉輪葉片背角探索與分析[J];通用機(jī)械;2008年08期

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9 楊源，

本文編號：931162