整體葉盤砂帶磨削加工振動及工藝優(yōu)化數(shù)值仿真研究.pdf

1、整體葉盤是航空發(fā)動機的關(guān)鍵零件，其表面加工質(zhì)量直接影響到航空發(fā)動機的性能。由于整體葉盤具有葉片薄壁易變形、葉片間通道狹長、葉片型面為自由曲面及材料難加工等特點，其表面的精密加工一直是困擾航空制造領(lǐng)域的關(guān)鍵難題。新型開式砂帶磨削技術(shù)與多軸聯(lián)動數(shù)控機床相結(jié)合是一種相對理想的整體葉盤磨削解決方案。但是，由于整體葉盤的空間結(jié)構(gòu)和新型開式砂帶磨削技術(shù)特點的限制，形成了特有的由懸伸薄壁葉片、細長磨頭接觸及柔性接觸輪所組成的三重弱剛性磨削條件，進而使

2、得在磨削過程中出現(xiàn)不同程度的振動，對整體葉盤葉片型面的尺寸精度和表面質(zhì)量產(chǎn)生了不良影響。
　　針對上述問題，本文通過理論建模和數(shù)值仿真相結(jié)合的方法對整體葉盤葉片型面砂帶磨削振動規(guī)律進行了研究，得到了理論磨削穩(wěn)定性條件與最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。本文完成的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）從整體葉盤結(jié)構(gòu)、磨削裝備結(jié)構(gòu)及磨削方式等方面分析了整體葉盤葉片型面砂帶磨削的三重弱剛度形成原因，并通過靜力分析得到了磨削過程中磨削系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)靜剛度變化

3、規(guī)律。
　?。?）基于數(shù)值仿真方法對磨削系統(tǒng)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)靜動態(tài)特性進行了分析。通過靜力分析和接觸分析得到了結(jié)構(gòu)在磨削正壓力作用下的變形和應(yīng)力分布規(guī)律；通過模態(tài)分析得到了結(jié)構(gòu)的固有振動特性；通過諧響應(yīng)分析得到了結(jié)構(gòu)在激振力作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。
　?。?）基于磨削系統(tǒng)的物理模型和砂帶磨削的磨削力經(jīng)驗公式，建立了整體葉盤葉片型面砂帶磨削的加工顫振數(shù)學模型，通過理論分析得到了穩(wěn)定磨削條件及影響磨削振動的結(jié)構(gòu)與工藝因素。