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

1、作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)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(diǎn)使其廣泛應(yīng)用于先進(jìn)、高推重比航空發(fā)動(dòng)機(jī)中。然而，由于整體葉盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜、通道開(kāi)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(guó)外先進(jìn)的加工技術(shù)對(duì)我國(guó)嚴(yán)密封鎖。因此，研究整體葉盤通道開(kāi)槽粗加工方法及工藝裝備對(duì)于提高加工效率、降低成本具有重要的意義。
　　當(dāng)前，國(guó)內(nèi)整體葉盤的加工主要依賴進(jìn)口五坐標(biāo)機(jī)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(shí)現(xiàn)整體葉盤加工工藝裝備的國(guó)產(chǎn)化，本文開(kāi)展了整體葉盤高效強(qiáng)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(dòng)態(tài)特性的分析研究，以實(shí)現(xiàn)整體葉盤的通道開(kāi)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(guó)整體葉盤制造技術(shù)水平。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先基于三因素三水平正交試驗(yàn)法設(shè)計(jì)了鈦合金盤銑加工實(shí)驗(yàn)，獲得了盤銑加工時(shí)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(duì)于該設(shè)備的主承力部件盤銑立柱靜動(dòng)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(jī)床的基本設(shè)計(jì)原則為基礎(chǔ)，綜合考慮盤銑、插銑、側(cè)銑的工藝特點(diǎn)，提出了整體葉盤高效強(qiáng)力復(fù)合數(shù)控銑削機(jī)床整體方案，并建立了其三維模型，按加工要求確定了機(jī)床的主要參數(shù)，并對(duì)盤銑立柱進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。
　　再次，以切削實(shí)驗(yàn)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(shí)的三種極限工況，對(duì)機(jī)床盤銑立柱進(jìn)行了

4、靜動(dòng)態(tài)特性分析。第一，以實(shí)際切削力為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)盤銑立柱的三種典型工藝狀態(tài)的變形進(jìn)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(shí)應(yīng)用諧響應(yīng)分析法對(duì)盤銑立柱進(jìn)行了動(dòng)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(duì)出砂孔形狀、尺寸、數(shù)量、筋板厚度等進(jìn)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