文档介绍：硕士学位论文
(2010 届)
超长汽轮机叶片高速铣削加工策略的研究
Research on key technologies of highspeed milling for super long
turbine blade
系(院) 机电工程学院
年级 2006 级专业机械工程
申请学位工程硕士
专业名称机械工程
研究方向先进制造技术
学号 20064329811001
学生姓名姚志强
指导教师芮延年职称教授
论文提交日期 2010-11-10
超长汽轮机叶片的高速铣削加工策略研究摘要

超长汽轮机叶片高速铣削加工策略的研究
摘要
低刚度零件在航天、军工等行业中占有较大的比例,如涡轮叶片、飞机翼肋、飞
机壁板等。用于发电机组的超长汽轮机叶片属于低刚度薄壁零件,在切削加工过程中
会受到切削力和夹紧力的影响,容易发生变形,无法保证零件的加工精度和表面质量。
本课题对超长汽轮机叶片的铣削加工进行理论研究,重点研究减少低刚度叶片加工的
变形问题。主要研究内容如下:
第一章概述。介绍了叶片类零件的加工主要的工艺方法和改善低刚度薄壁类零
件加工质量的国内外研究现状。
第二章零件的加工工艺分析和切削力的计算。针对超长汽轮机叶片进行了加工
工艺分析,确定了叶片型面的加工策略,建立了高速铣削加工切削力的模型并进行了
切削力的计算。
第三章有限元理论基础。介绍有限元分析法在工程中的应用情况以及 ANSYS
软件的功能模块。
第四章汽轮机叶片仿真分析。利用 ANSYS 软件仿真分析叶片在铣削中的变形
量,并利用回归分析法建立了变形量与切削用量间的关系模型。
第五章切削用量与刀具路径的优化。利用遗传算法实现了切削用量的优选,同
时比较编程软件提供的加工策略,优化走刀方式。
主要创新点:
⑴首先采用数控高速铣削方式加工叶片型面,采用小切深度,大进给的加工策
略,在保证切削效率和加工质量的前提下,大大降低了切削力,减小了低刚度叶片的
变形。
⑵其次利用软件对叶片铣削过程中变形进行有限元分析,分析计算
叶片的变形量的大小和变形分布。
⑶利用遗传算法对切削用量进行了优化,同时优先选择沿着叶片汽道方向的高
速螺旋铣削方式。
II
关键词:薄壁件高速铣削有限元分析切削力

作者:姚志强
指导教师:芮延年
超长汽轮机叶片高速铣削加工策略的研究英文摘要
Research on key technologies of highspeed milling for super
long turbine blade
Abstract
Low-ponents such as jet engine impeller、integrate swine and intergrate
wall plate accunt for high proportion in the aerospace industry .Superlong turbine blade
used in electronic generation is a kind of low- will deformate dueing
to cutting force and click of the workpiece will cause mon
problem influence the accuracy and the surface quality .This paper discusses the methods
to control the deformation Based on the analysis of highspeed machining process of the
turbine Blade. The details is as following:
Firstly,investgation on the cutting methods of the highspeed milling are carried
out .the purpose is to induce the cutting force but with high cutting efficiency.
Secondly,We used the finite element menthod to analysis the deformation of turbine
blade by the software