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

1、作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(diǎn)，其加工精度和加工質(zhì)量對(duì)整機(jī)的性能和壽命都有著至關(guān)重要的影響。然而，我國(guó)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(jìn)行葉片的精整加工，嚴(yán)重制約了國(guó)防裝備整體水平的提升。因此，研制一套經(jīng)濟(jì)，高效，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的葉片型面自動(dòng)化磨削加工設(shè)備，實(shí)現(xiàn)葉片高效、高精度磨削加工具有切實(shí)意義。
　　 數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)是葉片數(shù)控加工過程中的一個(gè)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(jià)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(dòng)化加工的最佳途徑。本課題主要研究航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的砂帶數(shù)控磨削自動(dòng)編程技術(shù)，旨在于實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的七軸聯(lián)動(dòng)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(duì)葉片型面分析，獲取葉片上點(diǎn)的位置坐標(biāo)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(diǎn)來進(jìn)行刀具軌跡規(guī)劃，刀觸點(diǎn)的拾取，刀具回轉(zhuǎn)軸方向計(jì)算、并獲得刀位點(diǎn)信息。
　　 2)通過分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了航發(fā)葉片進(jìn)排氣邊加工技術(shù)難點(diǎn)，對(duì)接觸輪進(jìn)行受力分析建立了機(jī)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(jìn)排氣邊緣余量計(jì)算各刀位點(diǎn)處的磨削參數(shù)以便實(shí)現(xiàn)磨削過程中磨削量的控制，采用有限元法計(jì)算葉片的磨削變形量并對(duì)法向軸進(jìn)給量進(jìn)行補(bǔ)償。
　　 3)從研究磨削

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