薄壁叶片加式变形与误差补偿研究

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1、CIassifiedIndex：391．77U．D．C：621．7SouthwestUniverSity一■。o-。of5cIenceandlechno109YMasterDegreeThesiSResearchofthinbIadedeformationanderorcompensationduringprocessingGfade：2011Candidate：JiuhuDongAcademiDegreeAppIiedfor：MasterSpeciaIity：MechanicaIManufacturingandAutomationSupervisor：Prof．

2、YongxiangChenApr．13．2014独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：谚欠铀日期：沙，中．夕．万关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部西南科技

3、大学硕士研究生学位论文第l页摘要汽轮机动叶片(以下简称薄壁叶片)在加工过程中极易发生变形，影响叶片的加工精度。而叶片的加工精度对汽轮机的工作效率产生重要的影响，因此，对薄壁叶片在加工过程产生的误差进行补偿是十分必要的。本文依据端铣刀切削力的数学模型，建立了端铣刀加工叶片的切削力数学模型：根据叶片加工过程中的实际切削条件，求解了端铣刀在加工叶片各个位置处的切削力的大小；然后采用有限元软件ABAQUS分析叶片在加工过程中的变形量，即将计算的切削力施加在叶片汽道的节点上，求出了叶片汽道加工位置点处各个方向上的变形量；然后设计了六因素五水平正交实验，探讨了切削深度、主轴转

4、速、进给速度、端铣刀加工倾角以及加工点在工件坐标系上的坐标对叶片汽道加工变形的影响规律；通过线性回归分析，建立了该叶片在出汽边附近内弧面和背弧面的叶片变形预测模型；并且运用有限元软件ABAQUS模拟验证了该预测模型的正确性。利用该模型可以根据实际切削条件及加工点的坐标，求解出该加工位置点的变形量。然后根据镜像误差补偿原理，对叶片加工过程中产生的变形进行误差补偿，以获取新的叶片截面数据云图。由于获取补偿后的叶片截面数据得到的曲线不一定光滑，运用NURBS曲线理论，实现了对叶片截面数据的优化，获取了光滑的叶片截面曲线；将获取的光滑的截面曲线重新构建了叶片模型。最后，在

5、有限元软件中模拟加工该叶片模型。经过模拟加工验证：新构建的叶片模型能够提高叶片在精加工过程中的加工精度。为提高薄壁零件的加工精度提供了一种离线误差补偿方法。关键词：薄壁叶片铣削力模型加工变形误差补偿曲线优化西南科技大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractTurbinemovingblade(thethinblade)canbeeasilydeformedintheprocess，whichmaydeclinethemachiningaccuracyoftheblade．Theprecisionofthebladehaveasignificantimpacto

6、ntheefficiencyoftheturbine．Therefore，itisverynecessarytostudythedeformationofthebladeduringtheprocession．Accordingtothebasicmathematicalmodelofthecuttingforce，themathematicalmodelofthebladecuttingforcewasestablishedinthispaper．Basedontheactualcuttingcondition，thecuttingforceoftheevery

7、cuttingpointwasobtained．UsingthefiniteelementanalysissoftwareABAQUS，theprocessingdeformationofeachlocationofthebladewasgot．Themainmethodtogetthedeformationofthecuttingpointwastousethecuttingforceappliedonthenode．Throughtheorthogonalexperiment，therelationbetweenbladedeformationandcutti

8、ngdep