【摘 要】
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随着我国航空工业的快速发展,整体叶盘的应用日益广泛,传统的整体叶盘制造加工技术也逐渐成熟,探索新的制造技术以降低制造成本便成了整体叶盘发展的一大趋势。于是,将以线性摩擦焊为代表的固态焊接技术应用于整体叶盘的制造和修复便成了一种重要的解决方案,采用这些技术可以极大地节省整体叶盘制造的材料成本和加工成本。但由于焊接偏差的存在,传统的整体叶盘加工技术不再适用线性摩擦焊接整体叶盘的加工,传统加工方法必然会
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随着我国航空工业的快速发展,整体叶盘的应用日益广泛,传统的整体叶盘制造加工技术也逐渐成熟,探索新的制造技术以降低制造成本便成了整体叶盘发展的一大趋势。于是,将以线性摩擦焊为代表的固态焊接技术应用于整体叶盘的制造和修复便成了一种重要的解决方案,采用这些技术可以极大地节省整体叶盘制造的材料成本和加工成本。但由于焊接偏差的存在,传统的整体叶盘加工技术不再适用线性摩擦焊接整体叶盘的加工,传统加工方法必然会导致叶片出现过切和明显的接刀痕。本文针对这类焊接式整体叶盘的加工问题设计了一种叶盘修复自适应加工解决方案。为了提高在机测量的精度和效率,设计了一种探头校准方案,通过对标准件的在机测量实现了对在机测量系统误差的补偿。提出了一种基于曲率和弦长变化的自适应采样算法,实现了在不损失在机测量精度的前提下,大幅减少测量点数。详细研究了如何处理叶片截面线的测量数据、核验截面设计参数、计算焊接式整体叶盘的形状和位置偏差,研究了一种基于点向曲面投影的迭代最近点配准方案。针对焊接式整体叶盘焊接区域无法获取有效测量数据的问题,研究了一种根据叶片成型区域的截面测量数据计算焊接区域实际点进而拟合完整实际叶片的方法。为避免重新计算加工刀路,提出了两种根据实际叶片曲面与理论叶片曲面建立刀位点和刀轴矢量映射关系进行叶片加工刀路映射的方法,提出了一种分段构造过渡圆角小曲面片进行过渡圆角刀路映射的高效方法。为了验证本文的整体叶盘修复加工方案和其中的各种关键技术,基于Ultra FIT和Ultra CAM两款软件平台实现了本方案的软件模块,并在Hermle-C52U五轴加工中心上对某线性摩擦焊接整体叶盘进行了在机测量和试切加工实验,加工后的整体叶盘三坐标检测结果证实了本文提出的焊接叶盘自适应加工方案的有效性和实用性。
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