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2017年5月19日

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片加工 ? - 加工中心

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟，其制造精度的高低對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能有著極為重要的影響，其中航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片由于屬于薄壁類零件，其在加工的過(guò)程中容易受到切削力及材料的影響而導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片出現(xiàn)一定的變形從而影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工精度>通過(guò)使用材料力學(xué)與有限元分析法找出航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在加工過(guò)程中變形的規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)生的葉片變形進(jìn)行二次造型以提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工精度：1. 導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工變形的因素分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片屬于薄壁類零件，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工過(guò)程中會(huì)造成其加工變形的影響因素眾多，這些影響因素相互影響相互制約工作共同影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工精度。現(xiàn)今在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工變形的原因分析中多考慮的是加工中的彈性變形對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工所造成的影響。而在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工過(guò)程中，采用精工補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行加工時(shí)，毛坯件剛度不足所導(dǎo)致的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工變形是影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工精度的主要影響因素：在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行銑削加工時(shí)，加工所產(chǎn)生的銑削力會(huì)使得航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片毛坯件產(chǎn)生一定的彈性變形，而當(dāng)?shù)毒咄瓿闪藢?duì)于因切削力而導(dǎo)致變形的葉片部分時(shí)，葉片會(huì)彈性恢復(fù)，從而導(dǎo)致實(shí)際切削量偏少?gòu)亩沟眉庸ず蟮暮娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)葉片壁厚過(guò)大的加工誤差，因此，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工時(shí)因葉片變形會(huì)導(dǎo)致讓刀而導(dǎo)致切削量較小從而造成超差。因此，通過(guò)分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工時(shí)由于切削力而導(dǎo)致的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片變形的規(guī)律并在精工加工過(guò)程中予以相應(yīng)的加工補(bǔ)償以確保加工后工件彈性恢復(fù)后能夠形成符合公差要求的弧面,，在分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工過(guò)程中、因切削力所導(dǎo)致的切削加工變形可以使用材料力學(xué)和有限元分析法來(lái)對(duì)相應(yīng)的變形量進(jìn)行分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片屬于自由曲面，因此其截面形狀極為復(fù)雜，因此在分析由于切削力所導(dǎo)致的變形量的計(jì)算上所使用的慣性積、慣性矩等的參數(shù)不能僅僅通過(guò)采用簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算算出，需要在分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片參數(shù)的基礎(chǔ)上采用數(shù)值積分的方式予以計(jì)算在對(duì)葉片受力分析建立模型的過(guò)程中、假定刀具切削過(guò)程中所產(chǎn)生的切削力的大小保持不變、且航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在加工過(guò)程中所產(chǎn)生的變形主要是由彎曲和扭轉(zhuǎn)兩個(gè)主要因素所造成的，在分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片沿長(zhǎng)度方向的加工彎曲變形時(shí)，應(yīng)忽略?shī)A具對(duì)葉片所造成的影響。在刀具的加工過(guò)程中，刀具切削所產(chǎn)生的切削力會(huì)垂直于葉片表面形成向下的切削力，從而導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)，因此假定造成航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片變形的力主要是由于刀具所產(chǎn)生的垂直于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片表面的一個(gè)向下的作用力，此作用力會(huì)導(dǎo)致葉片變形并造成讓刀從而影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工精度。通過(guò)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工過(guò)裎中的受力變形進(jìn)行建模分析可以推出航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的******彎曲變形發(fā)生在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片葉身中間靠近頂尖端的部位，約在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片長(zhǎng)度接近60%的部位在切削力產(chǎn)生_個(gè)彎曲變形的同時(shí)也會(huì)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上產(chǎn)生一個(gè)扭轉(zhuǎn)的作用力，其中扭轉(zhuǎn)變形的特點(diǎn)是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片截面的中間區(qū)域變形不大而在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的緣頭區(qū)域則會(huì)劇烈的增大。其中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的變形量主要與葉片的寬度有關(guān)，通過(guò)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的彎曲與扭轉(zhuǎn)受力變形進(jìn)行綜合分析可以看出：航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片從葉片的根部、葉尖直至航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的******彎曲變形處這一彎曲變形量呈現(xiàn)出線性分布的特點(diǎn)，而航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的扭轉(zhuǎn)變形則主要產(chǎn)生于葉尖端緣頭處在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的截面內(nèi)，從中部指向緣頭區(qū)域，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的扭轉(zhuǎn)變形以二次曲線規(guī)律增大：通過(guò)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片受力變形使用有限元進(jìn)行建模分析驗(yàn)證，確保航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工變形量與分析結(jié)果相一致：2. 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工變形的解決措施在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工質(zhì)量會(huì)受到切削力、刀具、毛坯件的質(zhì)量等多種因素的影響，同時(shí)在完成了對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工變形后由于加工應(yīng)力的釋放會(huì)導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片產(chǎn)生一定的彎扭變形> 為解決加工所帶來(lái)的加工誤差，需要在總結(jié)分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工過(guò)程中變形規(guī)律的基礎(chǔ)上對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行二次造型以提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工精度。在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行加工的過(guò)程中對(duì)彎扭變形后的葉片模型作為目標(biāo)實(shí)體進(jìn)行加工，從而使得葉片在加工前具有一定的反應(yīng)變形用以抵消航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工過(guò)程中由于切削力和熱應(yīng)力而導(dǎo)致的葉片變形，從而確保航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工精度。