航發(fā)精鍛葉片邊緣磨削機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化.pdf

1、在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，葉片是其最關(guān)鍵的零部件之一，葉片的截面形狀與加工表面質(zhì)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命、可靠性、工作效率等有著重要的影響。目前新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工工藝過程是：首先通過精密鍛造保證葉片型面成型精度，之后銑削葉片邊緣直邊，并通過手工打磨的方法完成葉片進(jìn)排氣邊緣曲面的加工。這種工藝方法雖然避開了葉片型面的加工過程，但無法實(shí)現(xiàn)葉片邊緣曲面的高精度自動(dòng)化加工，從而導(dǎo)致葉片邊緣曲面的加工精度與成型一致性較差，葉片生產(chǎn)效率低下。本文針對(duì)這種加

2、工工藝的缺陷，設(shè)計(jì)了一臺(tái)專用于加工葉片進(jìn)排氣邊緣的數(shù)控砂帶磨削機(jī)床。該機(jī)床針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片難加工的材料特性，采用砂帶磨削方式，具有高效的材料切除率、較強(qiáng)的加工適應(yīng)性以及良好的加工表面質(zhì)量。針對(duì)葉片邊緣曲面復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與加工余量分布的不均勻性，機(jī)床磨削機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)與彈簧浮動(dòng)磨削的結(jié)構(gòu)布置方式，具有快速的輸入激勵(lì)響應(yīng)，且能較好的適應(yīng)葉片邊緣曲面形狀變化。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，通過分析航發(fā)精鍛葉片邊

3、緣曲面的加工要求與砂帶磨削的特點(diǎn)，確定葉片邊緣余量切削方法，根據(jù)航發(fā)精鍛葉片邊緣曲面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析砂帶磨削所需的基本運(yùn)動(dòng)，確定機(jī)床所需的基本運(yùn)動(dòng)控制軸數(shù)。
　　其次，借助葉片型面砂帶磨床對(duì)葉片邊緣曲面的磨削加工實(shí)驗(yàn)，分析該機(jī)床在加工葉片邊緣曲面時(shí)存在的問題。并針對(duì)其問題設(shè)計(jì)一種具有快速動(dòng)態(tài)激勵(lì)響應(yīng)的新型砂帶浮動(dòng)磨削機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)葉片邊緣曲面磨削余量分布的不均勻性和曲面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多變性，從而滿足葉片邊緣曲面對(duì)加工精度與表面質(zhì)量的高要

4、求；設(shè)計(jì)機(jī)床B軸部件的結(jié)構(gòu)布局，建立機(jī)床整體模型，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)控加工仿真，檢驗(yàn)機(jī)床在加工過程中的干涉與碰撞，從理論上驗(yàn)證機(jī)床設(shè)計(jì)方案的可行性。
　　最后，對(duì)改進(jìn)后的機(jī)床磨削機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真，借助實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，完成對(duì)磨削機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化，保證機(jī)床磨削機(jī)構(gòu)具有快速動(dòng)態(tài)激勵(lì)響應(yīng)，以滿足葉片邊緣曲面特殊的加工要求；通過對(duì)兩種布局的機(jī)床B軸部件進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，對(duì)比分析其結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)；借助有限元軟件，對(duì)機(jī)床基礎(chǔ)部件進(jìn)行了模