本文關(guān)鍵詞：航空整體葉輪五軸數(shù)控加工仿真及參數(shù)優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：航空整體葉輪的加工手段、加工精度和加工表面質(zhì)量直接影響葉輪的工作性能,對發(fā)動機性能有決定性的影響。作為一種典型的通道類復雜高精度零件,其葉片間流道間距較小,葉片扭曲度大,其幾何結(jié)構(gòu)復雜對加工造成很大困難,主要采用五軸數(shù)控機床進行加工。雖然目前進行了針對航空整體葉輪較多的加工仿真及參數(shù)優(yōu)化研究工作,但仍存在如下問題:(1)在參數(shù)優(yōu)化研究方面,未考慮機床穩(wěn)定性問題,在機床穩(wěn)定的前提下開展加工參數(shù)優(yōu)化研究,才能同時保證五軸加工的效率和質(zhì)量。(2)由于葉片扭曲大,通常CAM軟件生成的數(shù)控程序只考慮刀具與工件的干涉,未考慮機床主軸與夾具、工作臺的碰撞,不能完全確保刀具軌跡的正確性和機床的安全性,因而需要考慮具體工藝系統(tǒng),進行更全面的幾何仿真研究。針對以上問題,本文的主要研究工作如下:1.基于VERICUT的航空整體葉輪加工數(shù)控仿真建模。在VERICUT環(huán)境下建立虛擬的數(shù)控機床實體、控制系統(tǒng)、刀庫、坐標系統(tǒng)等,創(chuàng)建數(shù)控仿真環(huán)境,實現(xiàn)針對具體工藝系統(tǒng)的幾何仿真,有效避免機床主軸、刀具與工作臺、夾具之間碰撞。2.提出基于齊次變換的航空整體葉輪數(shù)控程序后處理算法。首先針對海德漢iTNC530數(shù)控系統(tǒng)的傾斜加工面功能,通過對CLSF刀位軌跡進行齊次變換運算,提出了機床運動坐標的數(shù)控程序后處理算法。使用UG NX8.5/Post Builder編寫后處理文件,通過NC代碼分析、VERICUT仿真驗證后處理方法的正確性。3.基于Cutpro9.0的工藝系統(tǒng)顫振穩(wěn)定域獲取。首先采用力傳感器和加速度傳感器,通過錘擊實驗來獲取機床-刀具和機床-工件的頻響函數(shù)。然后采用Cutpro9.0的動力學仿真功能,在給定的徑向切削深度(切寬)條件下,進行顫振穩(wěn)定域仿真,獲得表征主軸轉(zhuǎn)速和軸向切深關(guān)系穩(wěn)定域葉瓣圖。4.基于幾何仿真和動力學仿真的切削參數(shù)優(yōu)化。在工藝系統(tǒng)顫振穩(wěn)定域仿真的基礎上,以切削時間為優(yōu)化目標,切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、每齒進給量為實驗因素,設計三因素四水平的正交試驗,通過幾何仿真獲得切削時間。根據(jù)極差分析和方差分析,得出三組較短切削時間的加工參數(shù)。對初步優(yōu)化得到的三組切削參數(shù)進一步進行動力學仿真,根據(jù)仿真結(jié)果確定最優(yōu)工藝參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：航空整體葉輪 幾何仿真 動力學仿真 參數(shù)優(yōu)化 正交試驗
【學位授予單位】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V263;TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景9
• 1.2 課題的目的及意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.1 高速切削技術(shù)研究現(xiàn)狀10
• 1.3.2 數(shù)控加工仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.3 切削顫振研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.4 切削參數(shù)優(yōu)化研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容13-14
• 第2章 葉輪數(shù)控加工幾何仿真14-22
• 2.1 概述14
• 2.2 VERICUT軟件簡介14-16
• 2.2.1 vericut簡介14
• 2.2.2 vericut系統(tǒng)功能模塊14-15
• 2.2.3 vericut機床加工仿真過程15-16
• 2.3 建立vericut虛擬數(shù)控仿真環(huán)境16-21
• 2.3.1 vericut虛擬機床的建立16-18
• 2.3.2 vericut虛擬刀具庫的建立18-20
• 2.3.3 verivut機床參數(shù)的設定20
• 2.3.4 verivut虛擬仿真環(huán)境驗證20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 葉輪五軸數(shù)控加工后處理22-29
• 3.1 概述22
• 3.2 后處理算法22-24
• 3.2.1 機床結(jié)構(gòu)分析22-23
• 3.2.2 齊次坐標變換運算23-24
• 3.3 后處理文件編寫24-26
• 3.3.1 UG后處理構(gòu)造器簡介24-25
• 3.3.2 后處理文件編寫25-26
• 3.4 驗證后處理文件26-28
• 3.5 葉輪加工程序后處理28
• 3.6 本章小結(jié)28-29
• 第4章 航空整體葉輪加工的顫振穩(wěn)定域獲取29-37
• 4.1 概述29
• 4.2 航空整體葉輪加工的機床和刀具29-30
• 4.3 基于cutro9.0 的顫振穩(wěn)定域獲取30-35
• 4.3.1 基于cutpro9.0 顫振穩(wěn)定域獲取過程30-32
• 4.3.2 錘擊實驗32-35
• 4.4 顫振穩(wěn)定域獲取35-36
• 4.5 本章小結(jié)36-37
• 第5章 基于動力學仿真的切削參數(shù)優(yōu)化37-48
• 5.1 概述37
• 5.2 基于顫振穩(wěn)定域的切削參數(shù)優(yōu)化37-43
• 5.2.1 正交試驗方法37
• 5.2.2 正交試驗設計37-38
• 5.2.3 參數(shù)優(yōu)化結(jié)果及分析38-43
• 5.3 基于動力學仿真的切削參數(shù)優(yōu)化43-47
• 5.3.1 cutpro9.0 的動力學仿真功能43-44
• 5.3.2 動力學仿真結(jié)果及分析44-47
• 5.4 本章小結(jié)47-48
• 第6章 葉輪五軸數(shù)控加工實驗驗證48-51
• 6.1 實驗準備48-49
• 6.1.1 葉輪毛坯的準備48
• 6.1.2 葉輪數(shù)控程序的編制48-49
• 6.2 實驗結(jié)果分析49-50
• 6.3 本章小結(jié)50-51
• 第7章 結(jié)論與展望51-53
• 7.1 結(jié)論51
• 7.2 展望51-53
• 參考文獻53-56
• 致謝56-57
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文目錄57

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本文編號：298693