汽轮机薄壁叶片加工变形预测及误差补偿

针对汽轮机薄壁叶片的加工过程进行简化,建立了叶片加工过程中的切削力模型,在此基础上借助ABAQUS有限元模拟软件对叶片加工变形进行分析,建立了叶片加工变形预测模型。基于反向误差补偿原理,对叶片变形进行了误差补偿。采用NURBS曲线理论对获取补偿后的叶片数据进行优化处理,重构叶片模型。经验证,新构建的叶片模型能够有效减小误差,提高加工质量,为汽轮机薄壁叶片零件提高加工精度及降低变形量提供了一种可参考的误差补偿方法。     

基于切削有限元模拟的刀具几何参数优化研究

刀具几何参数是金属切削加工过程中切屑的形成、切削力的大小以及散热条件等的重要影响因素,影响被加工工件的表面质量。针对汽轮机薄壁叶片的加工变形,采用ABAQUS对切削加工过程进行有限元模拟,对刀具的几何参数进行优化,运用优化后刀具进行汽轮机静叶片的铣削加工。实验结果表明,薄壁叶片加工过程中的变形得到有效改善。     

薄壁叶片加工变形模型预测与误差补偿

针对薄壁叶片在加工过程中易产生弹性变形的特点,根据材料力学理论和有限元理论,采用ABAQUS软件模拟了叶片加工过程中的变形量。通过设计正交实验,探讨了切削参数、刀具倾角以及薄壁叶片汽道弧面上加工位置对叶片变形的影响规律;采用线性回归的分析方法,建立了薄壁叶片汽道弧面加工过程中变形量与各个因素之间的预测模型。然后根据镜像误差补偿原理,对叶片进行误差补偿,建立新的叶片模型。研究表明:薄壁叶片变形量随着主轴转速、Y距离的增加而减小,随着进给速度、切削深度、加工倾角和X距离的增加而增加;以新建的叶片模型获取的加工代码,在相同的加工条件下,能够提高叶片的加工精度。     

汽轮机叶片薄壁曲面加工变形分析及切削参数选择

汽轮机叶片是汽轮机的核心零部件,而薄壁曲面叶片的受力变形一直是加工难题。建立了叶片加工的刀具铣削力模型,采用ANSYS Workbench有限元软件将铣削力施加在数控程序所对应的工件各接触点处,对汽轮机薄壁叶片的加工变形进行分析研究并得到变形量最大的点。通过研究该点处切削宽度、切削速度、进给量和切削深度对叶片变形的影响规律,确定了实际加工薄壁叶片的切削参数,并通过仿真和实际加工验证了其可行性。     

基于有限元技术的汽轮机叶片数控加工参数选择

对汽轮机高速转子叶片的加工工艺进行了分析,针对加工变形问题,建立铣削力学模型,应用有限元分析软件A N SY S进行变形分析,得出加工工艺参数和铣削变形量的关系,优化了铣削工艺参数。     

薄壁叶片加工变形误差补偿

为了减少薄壁叶片在加工过程中叶片变形引起的加工误差,提出了一种重构叶片模型补偿加工误差的方法。通过构建端铣刀切削力的数学模型,求解叶片在加工过程中切削力的大小,应用材料力学理论和有限元理论分析加工过程中叶片的变形量,根据镜像对称补偿方法,获取新的叶片截面数据云图。应用NURBS曲线理论,反求出数据云图的NURBS曲线数学模型,通过改变权因子、控制顶点等因素,对新建的叶片数据云图进行优化,求解叶片汽道的光滑截面曲线,实现叶片重构。通过模拟加工验证,原叶片模型的最大加工误差在84μm左右,重构的叶片模型加工误差小于10μm,为提高叶片加工精度奠定了技术基础。     

铣削力预测方法和影响因素综述

为减少航空发动机薄壁件铣削加工过程中的加工变形,提高加工质量,需对铣削加工过程中的切削力进行预测。因此,综述了多远回归分析预测模型、微元铣削力预测模型、有限元预测模型和人工神经网络预测模型,并对切削用量、刀具几何参数、工件材料、冷却作用、刀具材料和刀具磨损对铣削力的影响进行了分析。     

反向分段加工变形控制方法在叶片加工中的应用

发动机叶片多为薄壁复杂结构,铣削加工时极易产生颤振和变形等缺陷,导致叶片加工困难。将反向分段加工理论应用到某型号叶片铣削加工试验的结果表明:该方法降低了叶片加工过程中的偏转和弯曲变形,误差缩小到0.02～0.03mm,获得了较好的加工精度,从而验证了该理论在叶片类薄板件加工中的优越性。该方法可为叶片加工过程中的颤振抑制提供参考。     

基于加工特征的铣削力预测研究

航空发动机广泛采用钛合金薄壁结构,薄壁件在铣削加工过程中受铣削力的影响易于产生加工变形,影响加工质量。为减少加工变形,提高加工质量,需对铣削加工过程中的铣削力进行预测。为此,以Johnson-Cook本构方程为基础,考虑材料热力学动态性能和断裂准则对铣削力的影响,建立了基于加工特征的钛合金Ti-6Al-4V铣削力预测模型。首先,利用UG/Open工具模块对UG软件进行二次开发,创建了零件加工特征知识库。然后,利用Deform-3D仿真软件对材料本构模型、切屑分离和切屑断裂准则等进行描述,建立钛合金Ti-6Al-4V铣削加工有限元模型,对铣削力进行预测。铣削力实验证明了预测模型的可行性。最后,利用建立的有限元模型研究了工件曲率半径对铣削力的影响。结果表明,圆弧内轮廓铣削过程中的铣削力较大,圆弧外轮廓铣削过程中的铣削力较小。     

钛合金叶片加工变形的迭代循环分析研究

钛合金叶片加工过程中极易发生弹性变形.针对钛合金叶片铣削变形,在考虑变形量和铣削力相互影响的情况下,首先进行了迭代循环分析,并建立迭代循环模型,接着通过有限元分析的方法,获得了钛合金叶片铣削加工的变形规律,即每个铣削位置的具体变形量.研究结果表明:考虑迭代循环后,最终实际切削深度与名义切削深度有差别,并且导致实际变形量...