整體葉盤強力復(fù)合數(shù)控銑床盤銑立柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、作為航空發(fā)動機實現(xiàn)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和技術(shù)跨越的核心部件，整體葉盤的突出優(yōu)點使其廣泛應(yīng)用于先進、高推重比航空發(fā)動機中。然而，由于整體葉盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜、通道開敞性差、彎扭大，且毛坯一般采用鈦合金、高溫合金等難加工材料鍛造而成，其綜合制造難度極大，并且國外先進的加工技術(shù)對我國嚴(yán)密封鎖。因此，研究整體葉盤通道開槽粗加工方法及工藝裝備對于提高加工效率、降低成本具有重要的意義。
　　當(dāng)前，國內(nèi)整體葉盤的加工主要依賴進口五坐標(biāo)機床，利用插銑、側(cè)銑的方法分層

2、切削，加工成本高，效率低。為改變這一現(xiàn)狀，實現(xiàn)整體葉盤加工工藝裝備的國產(chǎn)化，本文開展了整體葉盤高效強力復(fù)合數(shù)控銑床及工藝的關(guān)鍵技術(shù)研究，特別是該設(shè)備的關(guān)鍵承力部件盤銑立柱的靜動態(tài)特性的分析研究，以實現(xiàn)整體葉盤的通道開槽粗加工，縮短加工周期，降低生產(chǎn)成本，從整體上提高我國整體葉盤制造技術(shù)水平。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　首先基于三因素三水平正交試驗法設(shè)計了鈦合金盤銑加工實驗，獲得了盤銑加工時溫度、刀具磨損、變質(zhì)層、各方向的銑削力和切

3、削激振頻率等，其切削力和切削激振頻率為對于該設(shè)備的主承力部件盤銑立柱靜動態(tài)特性分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　其次，以數(shù)控機床的基本設(shè)計原則為基礎(chǔ)，綜合考慮盤銑、插銑、側(cè)銑的工藝特點，提出了整體葉盤高效強力復(fù)合數(shù)控銑削機床整體方案，并建立了其三維模型，按加工要求確定了機床的主要參數(shù)，并對盤銑立柱進行了簡單的介紹。
　　再次，以切削實驗獲得的切削力和切削激振頻率為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，綜合考慮加工時的三種極限工況，對機床盤銑立柱進行了

4、靜動態(tài)特性分析。第一，以實際切削力為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對盤銑立柱的三種典型工藝狀態(tài)的變形進行了分析；第二，基于模態(tài)分析法分析了立柱的固有頻率和振型，同時應(yīng)用諧響應(yīng)分析法對盤銑立柱進行了動力學(xué)分析研究。
　　最后，基于拓?fù)浼夹g(shù)和元結(jié)構(gòu)技術(shù)，優(yōu)化了盤銑立柱內(nèi)部結(jié)構(gòu)。采用拓?fù)鋬?yōu)化確定了盤銑立柱內(nèi)部材料去除步驟，從而確定筋板布置的疏密；利用元結(jié)構(gòu)方法對出砂孔形狀、尺寸、數(shù)量、筋板厚度等進行了優(yōu)化。依據(jù)優(yōu)化后獲得的最優(yōu)元結(jié)構(gòu)，重構(gòu)了盤銑立柱模型。仿