航发钛合金叶片数控砂带磨削表面完整性研究

发布时间：2017-05-14 01:06

  本文关键词：航发钛合金叶片数控砂带磨削表面完整性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：航空发动机性能很大程度上取决于叶片质量的好坏，并且发动机叶片的质量对发动机的安全性和可靠性也有直接影响。叶片的表面完整性，如叶身表面粗糙度、波纹度以及前后缘与叶身转接圆滑度等，还有叶片的几何形状，如叶片型面曲线、进排气边缘的曲率半径等，对叶片工作气流气动性能影响较大，直接关系到叶片质量的好坏。因此，制造出高质量表面完整性的叶片，对于提升发动机性能和质量有着关键的决定性意义。 实现零件高精度、低表面粗糙度值、低残余应力、低硬化层的表面高质量要求，这是现代磨削技术的重要发展趋势，也是零件表面完整性研究的最终目的。 课题针对航发叶片的结构特征、难加工的材料特性、高要求的表面完整性等关键要素，开展航发叶片数控砂带磨削工艺的相关研究，研究结果为最终实现航发叶片的全自动数控砂带磨削加工、提高叶片加工效率、降低叶片加工成本、提升叶片加工质量奠定基础。 本课题完成的主要研究工作如下： (1)针对航发叶片钛合金材料特性进行分析，研究钛合金叶片数控砂带磨削可磨性分析。 (2)进行了航发叶片的结构特点和磨削加工技术难点的工艺性分析，依据复杂自由曲面的成型理论，提出了自由曲面七轴联动数控砂带磨削加工原理，针对叶片数控砂带磨削加工关键技术如装备结构设计、矢量轴压力控制技术、误差补偿技术等几个方面进行研究。 (3)针对航发叶片的结构特征、材料特性、表面质量要求以及砂带磨削物理特性，，确定航发叶片数控砂带磨削相关工艺路线及参数。详细介绍了砂带磨削试验系统，同时对数据采集设备进行了选用说明；分析了叶片数控砂带磨削工艺方案，初步拟定磨削试验的各项工艺参数；根据表面完整性分析的研究内容，拟定了叶片砂带磨削表面完整性研究方案。 (4)开展航发叶片数控砂带磨削工艺试验，针对表面完整性的几个重要评价指标，包括表面微观形貌、表面粗糙度、显微硬度、表层金相组织以及残余应力等，分析磨削过程中砂带线速度、磨削压力、砂带种类及磨粒粒度等对各个指标的影响。
【关键词】：航空发动机叶片 砂带磨削 表面完整性 材料去除 表面粗糙度
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：V263.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景及研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 航发叶片数控砂带磨削研究现状和发展趋势10-14
• 1.2.2 钛合金砂带磨削表面完整性研究14-15
• 1.3 课题来源及主要研究内容15-17
• 1.3.1 课题来源15-16
• 1.3.2 本文主要研究内容16-17
• 2 航发叶片砂带磨削可磨性分析及表面完整性概述17-24
• 2.1 砂带磨削技术简介17-18
• 2.1.1 砂带磨削原理17-18
• 2.1.2 砂带磨削主要技术特点18
• 2.2 航发叶片钛合金材料特性和可磨性分析18-20
• 2.3 航发叶片材料砂带磨削适应性及有效性分析20
• 2.4 砂带磨削表面完整性20-23
• 2.4.1 表面完整性的定义及评价20-21
• 2.4.2 零件加工表面完整性对零件使用性能的影响21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 3 航发叶片数控砂带磨削关键技术研究24-34
• 3.1 航发叶片结构特点和加工技术难点24-27
• 3.1.1 航发叶片结构特点24-25
• 3.1.2 叶片数控砂带磨削加工难点25-27
• 3.2 叶片型面数控砂带磨削原理27-28
• 3.3 叶片数控砂带磨削关键技术研究28-33
• 3.3.1 磨削工艺装备研制28-29
• 3.3.2 法矢轴压力控制技术29-30
• 3.3.3 TBGS 叶片磨削加工软件系统30-31
• 3.3.4 误差补偿技术31-32
• 3.3.5 砂带磨粒磨损研究32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 航发钛合金叶片数控砂带磨削工艺试验方案34-44
• 4.1 砂带磨削试验系统34-38
• 4.1.1 试验装置34-36
• 4.1.2 试验数据采集设备36-38
• 4.2 磨削试验工艺研究38-42
• 4.2.1 试验材料38
• 4.2.2 砂带的选用38-40
• 4.2.3 接触轮的设计40
• 4.2.4 走刀方式的选择40-41
• 4.2.5 磨削参数的确定41-42
• 4.3 试验方案42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 5 钛合金叶片数控砂带磨削表面完整性分析44-61
• 5.1 表面粗糙度分析44-52
• 5.1.1 表面粗糙度评定参数与测量44-45
• 5.1.2 磨削加工表面粗糙度试验研究45-47
• 5.1.3 表面粗糙度多元线性回归分析47-52
• 5.2 钛合金叶片砂带磨削的表面微观形貌52-53
• 5.3 钛合金叶片砂带磨削表面加工硬化53-57
• 5.3.1 加工硬化评价指标与检测方法53-55
• 5.3.2 工艺参数对加工硬化的影响分析55-57
• 5.4 钛合金叶片砂带磨削表层金相组织57-58
• 5.4.1 金相组织评价指标与检测方法57
• 5.4.2 金相组织检测分析57-58
• 5.5 钛合金叶片砂带磨削表面残余应力58-60
• 5.5.1 砂带磨削表面残余应力产生机理58
• 5.5.2 残余应力的检测58-59
• 5.5.3 工艺参数对残余应力的影响59-60
• 5.6 本章小结60-61
• 6 结论与展望61-63
• 6.1 结论61
• 6.2 今后工作展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 附录67
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文67
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目67

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  本文关键词：航发钛合金叶片数控砂带磨削表面完整性研究，由笔耕文化传播整理发布。

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