叶片类零件旋风铣削加工变形研究

发布时间：2022-04-16 08:07

　　叶片,作为用于涡轮机等设备能量提取的核心部件,在现代工业中为了最大化设备的性能,不断向着大扭转角、薄壁以及精度要求更高的方向发展,这些发展方向使得叶片的加工过程需要在四轴及四轴以上数控机床才能实现,且常见的叶片加工方式,包括点铣、侧铣和翻面铣削在一些方面显现出了加工效率低等弊端。旋风铣削作为一种在螺杆加工领域广泛使用的高速高效加工方式,近年来与盘铣刀的结合为生产多类机械零件提供了可能性。本论文提出一种在仅在三轴联动旋风铣床上使用盘铣刀遵循复杂的刀具路径将叶片从毛坯中切出的加工方法,这是一种经济、高效、具有创新性且满足加工质量要求的方法。但由于叶片的结构特点,在加工过程中受诸多因素的影响很容易产生加工变形,因此,本文针对盘铣刀旋风铣削叶片这一复杂的加工过程,使用有限元方法对叶片曲面的加工变形进行了研究,具体研究工作如下:首先,从宏观和微观角度分析了盘铣刀叶片旋风铣削具体的运动过程;建立刀具的螺旋铣削轨迹;将刀盘和刀片整体看作是由刀尖切削刃回转形成的等效圆环面刀具进行建模;通过引入盘铣刀旋风铣削平面模型,给出了过程中切屑的三维几何形状,分析曲率变化对于切屑体积的影响,从而修正叶片旋风铣削产... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 叶片数控加工方法研究现状
    1.3 铣削力与切削热研究现状
    1.4 铣削变形研究
    1.5 论文主要内容和结构
第2章 叶片旋风铣削加工运动过程描述
    2.1 叶片旋风铣削运动过程描述
    2.2 刀盘和刀片数学建模
    2.3 切屑数学模型
    2.4 本章小结
第3章 叶片旋风铣削瞬时动态切削力建模与验证
    3.1 瞬时切削厚度的计算
    3.2 瞬时切削面积的计算
    3.3 瞬时动态铣削力的计算
    3.4 铣削实验与验证
    3.5 本章小结
第4章 有限元模拟叶片旋风铣削温度场和应力场
    4.1 三维切削有限元模型建立
    4.2 仿真铣削力与实测力对比
    4.3 铣削温度场分布仿真
    4.4 铣削应力场分布仿真
    4.5 本章小结
第5章 有限元模拟叶片旋风铣削的弹性变形
    5.1 弹性变形一般规律
    5.2 有限元模拟假设
    5.3 弹性变形的有限元建模
    5.4 弹性变形结果分析
    5.5 本章小结
总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文
致谢
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]汽轮机叶片薄壁曲面加工变形分析及切削参数选择[J]. 赵刘生,张小伟,陈月芳,丁玉,刘会霞,王霄.  工具技术. 2019(10)
[2]航空发动机叶片加工变形控制技术研究现状[J]. 李勋,于建华,赵鹏.  航空制造技术. 2016(21)
[3]铝合金2024-T4铣削温度的有限元仿真研究[J]. 邢栋梁,张建华,赵云峰,沈学会.  工具技术. 2010(09)
[4]铣削过程中误差预测与补偿技术研究进展[J]. 万敏,张卫红.  航空学报. 2008(05)

博士论文
[1]薄壁件精密切削变形控制与误差补偿技术研究[D]. 胡创国.西北工业大学 2007

硕士论文
[1]基于误差补偿的航空叶片加工变形控制技术研究[D]. 于安江.华中科技大学 2019
[2]钛合金薄壁叶片加工变形控制的工艺研究[D]. 胡晓强.陕西科技大学 2019
[3]薄壁叶片铣削加工弹性变形预测和误差控制方法研究[D]. 刘志盼.哈尔滨工业大学 2018
[4]螺旋桨叶片加工变形实验研究与仿真分析[D]. 郭超勇.华中科技大学 2018
[5]H59黄铜皮秒激光打孔过程温度场数值模拟及试验研究[D]. 薛远.江苏大学 2017
[6]高温合金薄壁叶片铣削加工变形基础研究[D]. 吴清雨.南京航空航天大学 2016
[7]钛合金整体叶轮数控加工弹性变形控制技术研究[D]. 鄢龙志.华中科技大学 2014
[8]TC4钛合金静子叶片锻造及成形过程仿真[D]. 李立安.沈阳理工大学 2014
[9]钛合金高速铣削过程建模[D]. 孟龙.上海交通大学 2013
[10]叶片类扭曲曲面薄壁件铣削加工变形仿真与实验研究[D]. 孙越.沈阳航空航天大学 2013



本文编号：3645902