整体叶轮数控加工表面质量影响因素优化研究

发布时间：2021-02-10 16:31

　　整体叶轮是一种应用非常广泛的重要零部件,其应用领域包括航空、能源动力和石油化工等行业,在整体叶轮的使用过程中,其加工表面质量往往直接影响其使用性能,而对其加工表面质量产生重要影响的是切削参数的选取。目前,整体叶轮切削参数的选取主要是工人根据自己加工经验通过倍率旋钮来调节,每位工人对切削参数的选择都不尽相同,这使得加工表面的最优化和加工效率的最大化无法实现。因此如何科学有效的选择切削参数,对整体叶轮完成高质量高效的加工生产具有重要意义。为了使整体叶轮加工可以高质量高效的完成,本文将带有底盘的径流式开式整体叶轮作为研究对象,通过分析切削参数对整体叶轮表面粗糙度和残余应力的影响,总结出在整体叶轮的加工过程中,切削参数对整体叶轮的表面粗糙度和残余应力的影响规律,然后对切削参数进行优化,求得最优的切削参数组合,以此来指导整体叶轮的实际加工。本文对整体叶轮高质量高效率的加工工艺做了以下研究:（1）通过分析带有底盘的径流式开式整体叶轮的结构特点和加工难点,结合四轴数控铣床加工特点,对带有底盘的径流式开式整体叶轮的数控加工工艺进行合理规划。（2）基于整体叶轮切削参数的正交试验,对单个叶轮叶片进行数控加... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 本研究的目的和意义
    1.2 整体叶轮数控加工及其相关技术研究现状
        1.2.1 整体叶轮数控加工进展研究现状
        1.2.2 加工表面粗糙度研究现状
        1.2.3 加工残余应力研究现状
        1.2.4 数控加工仿真技术发展现状
    1.3 整体叶轮切削参数优化技术
    1.4 本文的研究工作
2 整体叶轮的几何特征与刀路轨迹规划
    2.1 整体叶轮的几何特征
        2.1.1 整体叶轮的分类
        2.1.2 整体叶轮加工技术要求
        2.1.3 整体叶轮加工难点
    2.2 整体叶轮加工的工艺规划与数控编程
        2.2.1 UG/CAM编程一般过程
        2.2.2 整体叶轮毛坯的选择
        2.2.3 整体叶轮加工刀具的选择
        2.2.4 整体叶轮四轴加工工艺规划
    2.3 基于UG的整体叶轮刀路轨迹的生成
        2.3.1 整体叶轮粗加工
        2.3.2 整体叶轮半精-精加工
        2.3.3 整体叶轮后处理
    2.4 整体叶轮加工仿真
        2.4.1 VERICUT虚拟机床的建立
        2.4.2 刀库和其他参数的设定
        2.4.3 整体叶轮数控加工仿真
    2.5 本章小结
3 叶片表面粗糙度试验研究及建模
    3.1 正交试验设计
        3.1.1 试验目的
        3.1.2 正交表选择
    3.2 加工程序编制
        3.2.1 建立叶片模型
        3.2.2 叶片加工模拟仿真
        3.2.3 叶片仿真结果分析
    3.3 叶片加工和表面粗糙度测量
    3.4 实验结果分析
        3.4.1 试验结果的极差和方差分析
        3.4.2 拟合表面粗糙度经验公式
    3.5 本章小结
4 叶片残余应力本构建模及有限元分析
    4.1 残余应力的理论分析
        4.1.1 残余应力的概念
        4.1.2 残余应力产生机理
    4.2 叶片铣削加工有限元模型的建立
        4.2.1 几何模型的建立
        4.2.2 网格划分
        4.2.3 材料模型的建立
        4.2.4 边界条件与接触摩擦设置
        4.2.5 残余应力的模拟结果分析
    4.3 铣削加工残余应力经验公式的建立
    4.4 本章小结
5 整体叶轮切削参数优化
    5.1 最优化理论
    5.2 切削参数优化模型的建立
        5.2.1 优化变量
        5.2.2 目标函数
        5.2.3 约束条件
    5.3 基于遗传算法的切削参数优化
        5.3.1 遗传算法基本原理
        5.3.2 多目标遗传算法
        5.3.3 切削参数优化结果及分析
    5.4 优化结果实验验证
    5.5 本章小结
结论
    1 总结
    2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[10]难加工材料高速铣削的试验研究[D]. 李占杰.天津大学 2007



本文编号：3027656