当前位置:主页 > 科技论文 > 机电工程论文 >

提高叶轮精度的非均匀余量工艺优化策略及试验研究

发布时间:2018-07-08 09:12

  本文选题:整体叶轮 + 复杂曲面 ; 参考:《上海应用技术大学》2017年硕士论文


【摘要】:复杂曲面整体叶轮零件是高端工业装备中的核心零部件,具有结构复杂,曲面扭曲严重,去除材料率高,切削刚性差等特点,其曲面形状和制造精度直接影响装备的工作效率。但整体叶轮系零件制造过程中极易发生变形、振动、干涉等问题,制造难度极大,为当前计算机辅助制造的研究重点和难点之一。本文基于国内外研究现状,综述了整体叶轮零件的制造难点,介绍了叶轮制造技术的发展和未来的发展趋势,阐述了影响弱刚性零部件加工制造精度的主要因素,分析了整体叶轮零件超薄叶片产生加工变形的原因,提出了非均匀余量工艺优化策略。针对实际生产中的某型号环控系统内置轴流式叶轮叶片进行了非均匀余量工艺优化设计,使用NX高级仿真模块和ANSYS Workbench软件对其优化前后进行了变形分析、振动模态分析和谐响应分析,分析结果显示叶片刚度在三个方向优化率分别为58.82%,50%和37.5%,优化后的结构6阶模态有明显提升,证明该工艺优化策略对抑制切削颤振,减小加工时因切削振动导致的零件变型有效。论文在理论研究的基础之上,设计了案例叶轮从下料至零件产出的全流程工艺方案,NX CAM模块刀具轨迹规划、虚拟机床仿真加工并进行了非均匀余量工艺优化前后的切削对比试验。应用三维扫描曲面轮廓度检测方案对整体叶轮零件进行加工精度检测,检测结果显示,优化后的复杂曲面叶片吸力面的制造精度平均优化率为63.8%,压力面的制造精度平均优化率为48.84%,证明该工艺优化策略能有效提高整体叶轮超薄叶片的切削刚度,减小叶片在切削制造过程中产生的切削颤振,并且具有很强的实用性。对类似结构、类似尺寸整体叶轮零件的工艺性能提升能具有一定的指导意义。
[Abstract]:The integral impeller part with complex curved surface is the core part in high-end industrial equipment. It has the characteristics of complex structure, serious curved surface distortion, high material removal rate and poor cutting rigidity, etc. The shape and manufacturing accuracy of the surface directly affect the working efficiency of the equipment. However, the problems of deformation, vibration, interference and so on are easy to occur in the manufacturing process of integral impeller system parts, which is very difficult to manufacture, and is one of the most important and difficult problems in the research of computer-aided manufacturing. Based on the current research situation at home and abroad, this paper summarizes the manufacturing difficulties of integral impeller parts, introduces the development of impeller manufacturing technology and the development trend in the future, and expounds the main factors that affect the machining and manufacturing accuracy of weakly rigid parts. The causes of machining deformation of ultra-thin blades of integral impeller parts are analyzed, and the optimization strategy of non-uniform allowance technology is put forward. The non-uniform allowance process optimization design of an internal axial flow impeller blade is carried out for a certain type of environmental control system in practice. The deformation analysis before and after optimization is carried out by using NX advanced simulation module and ANSYS Workbench software. The results of vibration modal analysis show that the optimum rates of blade stiffness in three directions are 58.82% and 37.5%, respectively. The six order modes of the optimized structure are obviously improved. It is proved that the process optimization strategy can restrain the cutting chatter. It is effective to reduce the modification of parts caused by cutting vibration. On the basis of theoretical research, the paper designs the whole process plan of the case impeller from cutting material to parts output, and the tool path planning of NX CAM module is designed. Simulation machining of virtual machine tool and cutting contrast test before and after optimization of non-uniform margin technology are carried out. The machining accuracy of integral impeller parts is tested by 3D scanning curved surface contours detection scheme, and the results show that, The average optimization rate of manufacturing precision of suction surface of complex curved surface is 63.8%, and the average optimization rate of manufacturing precision of pressure surface is 48.84. It is proved that the process optimization strategy can effectively improve the cutting stiffness of the blade of integral impeller. The cutting chatter produced in cutting process is reduced, and it has strong practicability. It has certain guiding significance for the similar structure and the similar size integral impeller parts.
【学位授予单位】:上海应用技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH161.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘延录;;整体叶轮型面的导电磨削[J];航空工艺技术;1983年06期

2 肖波;李彬;罗大新;;钛合金整体叶轮的高效加工[J];航天制造技术;2007年04期

3 李立玉;王细洋;朱志坤;;整体叶轮五坐标加工与三坐标检测一体化技术的研究[J];机械制造;2013年03期

4 徐家文;;整体叶轮的特种加工方法[J];航空精密制造技术;1992年04期

5 安鲁陵;戚家亮;修春松;;整体叶轮高效数控加工编程技术[J];航空制造技术;2010年21期

6 夏佳君;吴志超;;虚拟技术在叶轮加工中的应用[J];机械工程师;2012年03期

7 郭凯;刘献礼;程耀楠;李文东;李媛;;开式整体叶轮加工关键工艺技术研究[J];航空精密制造技术;2012年03期

8 梁宜运,王秀琳;涡轮增压器压气机整体叶轮前倾后弯叶片的成型规律[J];内燃机工程;1986年01期

9 康敏,徐家文;整体叶轮型面误差检测及数据处理[J];计量技术;2001年05期

10 陶景明;杨敏嘉;王永林;张传祥;;高压水泵整体叶轮扭曲流道的电解抛光[J];机械工程师;1983年04期

相关会议论文 前8条

1 胡平旺 ;徐家文 ;朱永伟;;展成电解加工整体叶轮阴极设计[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年

2 康敏;徐家文;;展成电解法精加工整体叶轮的内喷式阴极设计[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

3 康敏;徐家文;;展成电解法精加工整体叶轮的内喷式阴极设计[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

4 朱永伟;徐家文;云乃彰;严德荣;胡平旺;钱密;;扭曲叶片整体叶轮的数控展成电解加工[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

5 干为民;刘延禄;徐家文;;整体叶轮叶片型面数控展成电解磨削机床及运动分析[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

6 韩德印;;Vericut软件在整体叶轮数控铣加工中的仿真应用研究[A];第十五届中国科协年会第13分会场:航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年

7 张秦;张金光;麦继良;李建国;;JF103碱性酚醛树脂在泵用新型高效叶轮生产中的应用[A];2009中国铸造活动周论文集[C];2009年

8 蒋永洲;;切削颤振的研究及发展现状[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前8条

1 姬俊锋;复杂整体叶轮数控加工关键技术研究[D];南京航空航天大学;2009年

2 黄泽华;整体叶轮铣削加工弹性变形预测及误差补偿研究[D];北京交通大学;2013年

3 布光斌;铝合金整体叶轮数控铣削加工增效关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

4 丁剑;单流道离心泵非定常特性及水力设计方法研究[D];江苏大学;2015年

5 李军利;镍基高温合金整体叶轮高效加工应用基础研究[D];上海交通大学;2012年

6 孙科;竖轴H型叶轮及导流罩流体动力性能数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2008年

7 纪小刚;增压器叶轮逆向工程中的关键技术研究[D];南京理工大学;2006年

8 姜劲;竖轴叶轮的流体动力分析与性能优化方法的改进与应用[D];哈尔滨工程大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 吕博鑫;提高叶轮精度的非均匀余量工艺优化策略及试验研究[D];上海应用技术大学;2017年

2 李媛;基于UG的整体叶轮自动建模技术研究[D];哈尔滨理工大学;2013年

3 赵军;整体叶轮逆向工程中数据处理方法与应用[D];西京学院;2015年

4 喻廷红;整体叶轮的数控加工技术研究[D];西南交通大学;2014年

5 李世超;整体叶轮微观表面轮廓特征提取及其应用[D];西京学院;2015年

6 亓春磊;半开式整体叶轮的定轴插铣加工[D];大连理工大学;2015年

7 杨冰;叶轮五轴联动加工工艺技术的研究[D];西安建筑科技大学;2015年

8 董凤娟;整体叶轮五坐标数控加工及其仿真研究[D];东北大学;2014年

9 鄢龙志;钛合金整体叶轮数控加工弹性变形控制技术研究[D];华中科技大学;2014年

10 李林;非可展直纹面整体叶轮五轴加工技术研究[D];西安建筑科技大学;2016年



本文编号:2106943

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/2106943.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户b9b4f***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com