面向殘余應(yīng)力優(yōu)化的靜葉環(huán)五軸加工技術(shù)研究.pdf

1、大型汽輪機(jī)進(jìn)汽靜葉環(huán)是汽輪機(jī)的關(guān)鍵部件之一，它需要承受由鍋爐產(chǎn)生的高溫、高壓蒸汽的不斷沖擊做功。切削加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力將直接影響到靜葉環(huán)的疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕能力、尺寸穩(wěn)定性與使用壽命。
　　 五軸加工技術(shù)作為整體靜葉環(huán)制造的最終環(huán)節(jié)，不僅決定著產(chǎn)品的輪廓精度與位置精度，也直接影響著靜葉環(huán)已加工表面的殘余應(yīng)力。因此，研究五軸數(shù)控切削加工參數(shù)與表面殘余應(yīng)力的映射關(guān)系以及靜葉環(huán)加工參數(shù)優(yōu)化策略，以改善已加工表面質(zhì)量，形成有利于延長(zhǎng)產(chǎn)

2、品使用壽命的殘余應(yīng)力分布狀態(tài)，具有重要的理論研究?jī)r(jià)值和重大的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文在分析國(guó)內(nèi)外五軸加工技術(shù)和加工殘余應(yīng)力建模技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)靜葉環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工難點(diǎn)進(jìn)行了分析，提出了五軸銑削的加工方案，并且對(duì)靜葉環(huán)進(jìn)行了基于UGCAM的五軸加工建模和工藝規(guī)劃。通過(guò)建立靜葉環(huán)的五軸銑削殘余應(yīng)力模型，分析了殘余應(yīng)力對(duì)靜葉環(huán)強(qiáng)度和使用壽命的影響。
　　 針對(duì)12Cr材料加工殘余應(yīng)力的預(yù)測(cè)和評(píng)估，以前傾角、進(jìn)給量、切深、切

3、削方式和主軸轉(zhuǎn)速五個(gè)參數(shù)為對(duì)象，設(shè)計(jì)了基于L16(五因素、四水平)正交表的混合正交試驗(yàn)。通過(guò)析因分析，研究了加工參數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力的影響，揭示出顯著影響表面殘余應(yīng)力的五個(gè)獨(dú)立參數(shù)（刀具傾角、進(jìn)給量、銑削方向、銑削速度和冷卻液）。通過(guò)對(duì)切厚特征（厚度值及其變化率）進(jìn)行等效分析，建立了包括刀具前傾角與側(cè)傾角在內(nèi)的各參數(shù)與殘余應(yīng)力之間的回歸模型。
　　 在此基礎(chǔ)上，以刀軸相對(duì)于工件表面法向的傾角、切削進(jìn)給量、以及主軸轉(zhuǎn)速為基本參數(shù)，以不發(fā)