航發(fā)葉片七軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨削加工方法及自動編程關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、作為航空發(fā)動機的關(guān)鍵零部件，航發(fā)葉片具有種類多、數(shù)量大、型面復(fù)雜、加工難度大等特點，其加工精度和加工質(zhì)量對整機的性能和壽命都有著至關(guān)重要的影響。然而，我國的葉片制造企業(yè)普遍還采用傳統(tǒng)落后的手工磨拋方式進行葉片的精整加工，嚴重制約了國防裝備整體水平的提升。因此，研制一套經(jīng)濟，高效，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的葉片型面自動化磨削加工設(shè)備，實現(xiàn)葉片高效、高精度磨削加工具有切實意義。
　　 數(shù)控自動編程系統(tǒng)是葉片數(shù)控加工過程中的一個重要環(huán)節(jié)，它決

2、定了數(shù)控加工設(shè)備功能的發(fā)揮和加工效率的高低。目前，常用的數(shù)控編程軟件價格昂貴并且通用性差，所以編制專用的透平葉片CAD/CAM軟件是解決葉片自動化加工的最佳途徑。本課題主要研究航空發(fā)動機葉片的砂帶數(shù)控磨削自動編程技術(shù)，旨在于實現(xiàn)航空發(fā)動機葉片的七軸聯(lián)動數(shù)控加工。本文完成的主要研究工作包括：
　　 1)以葉片的CAD模型為基礎(chǔ)，通過對葉片型面分析，獲取葉片上點的位置坐標和法向矢量及曲面的各向法曲率分布等信息，以此為依據(jù)并結(jié)合砂帶磨

3、削特點來進行刀具軌跡規(guī)劃，刀觸點的拾取，刀具回轉(zhuǎn)軸方向計算、并獲得刀位點信息。
　　 2)通過分析航空發(fā)動機葉片結(jié)構(gòu)特點，提出了航發(fā)葉片進排氣邊加工技術(shù)難點，對接觸輪進行受力分析建立了機床法向軸受力模型，通過分析砂帶磨削參數(shù)建立了磨削深度和法向接觸力的函數(shù)模型，通過提取葉片進排氣邊緣余量計算各刀位點處的磨削參數(shù)以便實現(xiàn)磨削過程中磨削量的控制，采用有限元法計算葉片的磨削變形量并對法向軸進給量進行補償。
　　 3)從研究磨削

4、過程中刀具與工件的相對位姿出發(fā)，充分考慮砂帶磨削特點，分析了機床結(jié)構(gòu)特點和各軸的運動形式建立機床的運動學(xué)模型，采用D-H法求解各軸的運動參數(shù)。為兼顧機床加工效率和加工質(zhì)量對機床的進給速度進行了相應(yīng)的研究，對砂帶磨削加工誤差進行校核并作出相應(yīng)的補償，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)特性進行格式轉(zhuǎn)換生成數(shù)控程序。為保證程序的正確性，進行了干涉檢查和磨削運動仿真。
　　 4)以UG為開發(fā)平臺，采用VC++編程語言和UG/OPEN API二次開發(fā)工具，借助