电火花成型电极修整航空发动机叶片的加工误差分析 被引量：1

1

作者 汪转延 蔡振辉 +3 位作者 党宏伟 陈达源 曹利新 余祖元 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期95-102,共8页

针对航空发动机叶片电解加工后前后缘存在较大加工误差这一问题,采用电火花加工技术对叶片前后缘进行修整,并分析前后缘的加工误差。使用自研的六轴电火花成型机床,采用成型电极对叶片后缘进行修整加工,并利用三坐标测量机完成叶片点云... 针对航空发动机叶片电解加工后前后缘存在较大加工误差这一问题,采用电火花加工技术对叶片前后缘进行修整,并分析前后缘的加工误差。使用自研的六轴电火花成型机床,采用成型电极对叶片后缘进行修整加工,并利用三坐标测量机完成叶片点云数据的测量。采用遗传算法和迭代最近点算法,完成包络加工后叶片点云数据与理论模型的配准,通过最小二乘椭圆以及NURBS曲线拟合处理点云数据。针对拟合的叶片加工后轮廓曲线,通过在该曲线上等间距取点并计算这些点到叶片理论轮廓线的距离来反映叶片后缘的加工误差和加工误差的整体趋势。结果显示:经过电火花成型电极修整后叶片后缘的面轮廓度误差在-16.4~88.5μm之间,平均误差为53.7μm,叶片后缘的缘头处轮廓度误差最小,验证了电火花加工技术包络修整叶片前后缘的可行性。 展开更多

关键词 航空发动机叶片 前后缘 电火花加工 点云数据 NURBS 加工误差分析

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叶片不同切割形状对离心泵各项性能的影响 被引量：3

2

作者 颜林 宋文武 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第11期2106-2118,共13页

离心泵叶片直接影响离心泵的效率与使用寿命,因此,对叶片形状进行研究具有重要意义。对离心泵叶片出口边进行单一切割以改变离心泵性能,在此基础上,对叶片前缘、尾缘进行了双向切割,研究了不同切割形状对离心泵各项性能的影响。首先,以... 离心泵叶片直接影响离心泵的效率与使用寿命,因此,对叶片形状进行研究具有重要意义。对离心泵叶片出口边进行单一切割以改变离心泵性能,在此基础上,对叶片前缘、尾缘进行了双向切割,研究了不同切割形状对离心泵各项性能的影响。首先,以一台n_(s)=73的离心泵作为研究对象,使用UG软件进行了离心泵三维建模与叶片切割(切割出了24种叶片模型);然后,使用ICEM软件划分了网格,选用标准k-ε湍流模型作为计算模型,在离心泵叶片与蜗壳隔舌处设置了监测点;最后,采用ANSYS CFX软件,对无切割和切割后的模型进行了离心泵数值模拟计算,得到了离心泵在0.6Q_(d)~1.4Q_(d)工况下的外特性曲线;在外特性良好的前提下,研究了其内部流动结构、压力脉动特性,以及湍动能分布。研究结果表明:在1.0Q_(d)设计工况下,切割后的模型较无切割模型的效率均提升了4%左右,对称切割的模型中前缘为椭圆、尾缘为钝形的模型7的效率提升最高,提升了4.8%,非对称切割前缘为圆形、尾缘为背面半切割的模型14效率提升了5.4%;无切割模型内部流线紊乱且内部相对速度高的区域较多,非对称切割的模型14叶轮内部流线分布均匀且相对速度值和分布区域减小;相对于无切割模型,切割后的模型内部压力升高,对称切割的模型7压力脉动减小了10%,而非对称切割的模型14压力脉动强度增加了近30%;切割后的模型湍动能分布明显改善,尾缘处湍动能值减小,对称切割的模型7湍动能随时间变化而变化不大,表现更稳定。综合不同切割模型的外特性及稳定性表现可知,将前缘切割为椭圆、尾缘切割为钝形,能有效提升离心泵的性能。 展开更多

关键词 离心泵叶片形状 叶片前缘、尾缘双向切割 外特性分析 内部流动结构 压力脉动规律 湍动能分布 计算流体力学数值模拟计算

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薄壁叶片前后缘加工误差补偿技术研究 被引量：19

3

作者 郝炜 蔺小军 +1 位作者 单晨伟 贾晓飞 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第9期1446-1450,共5页

加工误差难于控制已成为影响薄壁叶片加工质量及效率的重要因素,而前后缘是叶片在加工过程中最易产生变形的部分。针对叶片前后缘在加工时易超差的问题,提出了加工误差补偿技术。首先分析叶片加工样件测量数据得出前后缘加工误差分布规... 加工误差难于控制已成为影响薄壁叶片加工质量及效率的重要因素,而前后缘是叶片在加工过程中最易产生变形的部分。针对叶片前后缘在加工时易超差的问题,提出了加工误差补偿技术。首先分析叶片加工样件测量数据得出前后缘加工误差分布规律,再通过误差补偿方法对叶片设计模型进行修正,生成新的数控加工程序加工叶片,最终使叶片加工误差满足公差要求。对加工误差补偿原理,补偿截面轮廓线的生成及光顺拼接等进行了研究。 展开更多

关键词 薄壁叶片 前后缘 加工误差 误差补偿

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叶片前后缘百页轮抛光工艺参数优化 被引量：9

4

作者 张军锋 史耀耀 +1 位作者 蔺小军 李志山 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期1502-1510,共9页

为改善叶片前后缘的表面质量、提高航空发动机的性能和寿命,对叶片前后缘百页轮抛光工艺进行研究。通过分析前后缘抛光存在的问题,结合砂带百页轮的抛光加工特点,提出前后缘百页轮柔性抛光工艺方法;基于Preston方程对抛光材料去除率进... 为改善叶片前后缘的表面质量、提高航空发动机的性能和寿命,对叶片前后缘百页轮抛光工艺进行研究。通过分析前后缘抛光存在的问题,结合砂带百页轮的抛光加工特点,提出前后缘百页轮柔性抛光工艺方法;基于Preston方程对抛光材料去除率进行分析,获得了影响抛光表面粗糙度的主要工艺参数(百页轮粒度、法向力、主轴转速和进给速度);采用响应面法设计抛光加工实验,分析了主要工艺参数及其交互作用对表面粗糙度的影响,建立了主要工艺参数与表面粗糙度的二阶预测模型,并得到最优工艺参数域和最优抛光工艺参数组合。前后缘百页轮抛光实验检测结果表明:前后缘表面质量明显改善,满足表面粗糙度小于Ra0.4μm的质量要求。 展开更多

关键词 叶片 前后缘 百页轮 柔性抛光 参数优化

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一种基于激光传感器快速检测透平叶片的方法 被引量：14

5

作者 李兵 闫潇 +2 位作者 陈磊 辛美婷 魏翔 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期205-215,共11页

以标准球作为测量基准,以线扫描激光传感器作为测量手段获取透平叶片的全数据测量点云.测量设备采用四坐标测量机搭载激光线扫描传感器的方式,以保证叶片的测量效率,并兼顾测量机的控制准确度.通过测量机获得透平叶片的点云数据,并对获... 以标准球作为测量基准,以线扫描激光传感器作为测量手段获取透平叶片的全数据测量点云.测量设备采用四坐标测量机搭载激光线扫描传感器的方式,以保证叶片的测量效率,并兼顾测量机的控制准确度.通过测量机获得透平叶片的点云数据,并对获得的截面点云数据进行误差补偿、去噪、简化等预处理操作,利用非均匀有理B样条曲线拟合算法得到叶片特征曲线.实验结果证明该方法可以有效地提高叶片前后缘的重构准确度,并为叶片的三维建模提供更为准确的原始数据. 展开更多

关键词 线扫描激光传感器 全数据测量 快速检测 透平叶片 误差补偿 拟合 叶片前后缘

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基于测量数据的叶片截面特征参数提取 被引量：15

6

作者 陈志强 张定华 +2 位作者 金炎芳 张东平 程云勇 《科学技术与工程》 2007年第9期1972-1975,共4页

为了满足航空发动机叶片尺寸检测的需要,研究了基于测量数据的叶片截面分析技术,给出了弦线,前后缘半径、最大厚度、中弧线的提取方法,实验结果表明此提取方法误差小于0．05mm,可以满足叶片检测的要求。

关键词 叶片 弦线 前 后缘半径 最大厚度 中弧线

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叶片测量造型方法研究 被引量：7

7

作者 单晨伟 张定华 +2 位作者 刘维伟 李山 白 《机床与液压》 北大核心 2006年第2期183-185,共3页

对叶片类零件的测量造型方法进行了深入研究。重点解决了叶片测量造型中叶盆、叶背、缘头截面线的构造和拼接问题,并针对散乱数据点提出了一种采用三次贝齐尔曲线拟合椭圆弧构造缘头的新方法。结果表明,采用本文的方法可以消除叶片造型... 对叶片类零件的测量造型方法进行了深入研究。重点解决了叶片测量造型中叶盆、叶背、缘头截面线的构造和拼接问题,并针对散乱数据点提出了一种采用三次贝齐尔曲线拟合椭圆弧构造缘头的新方法。结果表明,采用本文的方法可以消除叶片造型中缘头处的扭曲变形问题,提高了叶片测量造型的质量。 展开更多

关键词 叶片 测量造型 截面线 缘头

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压气机辊轧叶片前后缘圆滑转接建模方法 被引量：4

8

作者 张艳 汪文虎 +1 位作者 解晓娜 王渊彬 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期444-448,共5页

针对压气机辊轧叶片前后缘头后续数控加工制造与叶身圆滑转接的要求,提出一种基于夹持态叶片缘头多测绘点的一次配准和制造公差约束的二次配准的辊轧叶片前后缘圆滑转接建模方法,该方法可以更精确地构建辊轧叶片前后缘头圆滑转接计算机... 针对压气机辊轧叶片前后缘头后续数控加工制造与叶身圆滑转接的要求,提出一种基于夹持态叶片缘头多测绘点的一次配准和制造公差约束的二次配准的辊轧叶片前后缘圆滑转接建模方法,该方法可以更精确地构建辊轧叶片前后缘头圆滑转接计算机辅助设计模型,满足后续数控加工的需求。进行基于实测数据的建模验证,结果表明所提方法可以实现辊轧叶片无余量叶身与缘头区域的高精度圆滑转接。 展开更多

关键词 辊轧叶片 前后缘 圆滑转接 配准 模型构建

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基于Roboguide的叶片边缘机器人磨削加工方法与仿真 被引量：6

9

作者 田国富 宋江波 《制造技术与机床》 北大核心 2017年第2期126-131,共6页

采用精密锻造方法制造的航发叶片具有更优异的综合力学性能,且锻造成型后叶片的叶身型面不需要二次加工,仅对其边缘进行加工处理即可达到技术要求,制造工艺更简单。目前叶片进排气边缘加工主要采用线切割机床切边后手工打磨,效率较低,... 采用精密锻造方法制造的航发叶片具有更优异的综合力学性能,且锻造成型后叶片的叶身型面不需要二次加工,仅对其边缘进行加工处理即可达到技术要求,制造工艺更简单。目前叶片进排气边缘加工主要采用线切割机床切边后手工打磨,效率较低,产品一致性差,严重影响叶片的气动性能。采用机器人砂带磨削方式加工进排气边缘,应用截平面法和曲率差值法,计算磨削加工中的行距和步长,规划磨削加工路径,生成机器人加工轨迹,并基于Roboguide进行了虚拟仿真验证,可有效提高加工质量与效率。 展开更多

关键词 航发叶片 进排气边缘 机器人轨迹规划 Roboguide

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轴流通风机仿生降噪方法 被引量：4

10

作者 杨文琪 赛庆毅 +2 位作者 郭丹阁 黄典贵 王乃安 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期530-536,551,共8页

对采用锯齿尾缘和波浪前缘2种结构的叶片进行数值模拟,研究其对轴流通风机的降噪效果。针对不同齿高、不同齿数的锯齿尾缘叶片和波浪前缘锯齿尾缘叶片,采用雷诺平均法和分离涡模拟方法计算其流场,并采用FW-H声学类比方程计算其声场。结... 对采用锯齿尾缘和波浪前缘2种结构的叶片进行数值模拟,研究其对轴流通风机的降噪效果。针对不同齿高、不同齿数的锯齿尾缘叶片和波浪前缘锯齿尾缘叶片,采用雷诺平均法和分离涡模拟方法计算其流场,并采用FW-H声学类比方程计算其声场。结果表明:在所研究工况范围内,波浪前缘锯齿尾缘叶片比锯齿尾缘叶片降噪效果更好,且二者对全压效率影响不大;对于锯齿尾缘叶片,总声压级随齿高和齿数的增加均有所减小,齿数多时降噪效果较好;波浪前缘锯齿尾缘叶片的总声压级小于原叶片,因而波浪前缘锯齿尾缘组合应用于轴流通风机叶片上的降噪效果比单一的锯齿尾缘叶片和波浪前缘叶片更优。 展开更多

关键词 降噪 轴流通风机 仿生叶片 锯齿尾缘 波浪前缘

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用反圆环面刀加工变曲率过渡曲面原理 被引量：2

11

作者 黄魏 陈志同 +1 位作者 陈五一 贺英 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1118-1123,共6页

基于宽行加工理论和广域曲率吻合原则,提出一种利用圆环面内侧作为刀具工作面的反圆环面刀具宽行加工叶片进排气边的新方法.该方法通过优化刀具摆角使具有定母圆半径刀具工作面的包络面充分逼近叶片进排气边曲面,从而使刀具能在给定的... 基于宽行加工理论和广域曲率吻合原则,提出一种利用圆环面内侧作为刀具工作面的反圆环面刀具宽行加工叶片进排气边的新方法.该方法通过优化刀具摆角使具有定母圆半径刀具工作面的包络面充分逼近叶片进排气边曲面,从而使刀具能在给定的精度范围内以最大行宽和最少刀轨行数加工出进排气边.最后,以某型号发动机叶片的进气边为例进行了加工实验.结果表明该方法能够大幅提高进排气边的加工质量,且反圆环面刀的加工行宽比球头刀提高了5倍. 展开更多

关键词 变曲率 过渡曲面 叶片进排气边 反圆环面刀 宽行加工 广域曲率吻合

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压气机叶片型面精密数控铣加工技术应用研究 被引量：9

12

作者 陈亚莉 李美荣 宋成 《航空发动机》 2016年第4期93-97,共5页

为了提高压气机叶片型面和进、排气边转接圆角的数控铣加工质量,在工艺、夹具、数控加工模型与程序以及检测方法等方面采取了攻关措施,减小了叶片型面精铣加工的变形,实现了叶身型面的精密铣削加工,对型面采用毡轮修光去除铣削痕迹后,经... 为了提高压气机叶片型面和进、排气边转接圆角的数控铣加工质量,在工艺、夹具、数控加工模型与程序以及检测方法等方面采取了攻关措施,减小了叶片型面精铣加工的变形,实现了叶身型面的精密铣削加工,对型面采用毡轮修光去除铣削痕迹后,经过3坐标、小半径投影仪等设备的测量,进、排气边转接圆角的形状和型面轮廓度、位置度各项要求的加工质量得到了质的提升,其合格率由20%提高到75%以上,加工效率和刀具耐用度提高1倍以上,使叶身型面精密铣削技术具备了精品叶片批量生产的工程化应用技术基础。 展开更多

关键词 叶片 型面 压气机 进排气边 精密加工 数控铣 航空发动机

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叶片进排气边抛光工艺及其参数优化 被引量：2

13

作者 马利 王汉熙 张云 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第2期118-121,共4页

叶片是航空发动机关键零部件之一,具有复杂的几何形状、极高的几何精度和表面质量要求。其中,叶片进排气边作为影响整机性能的关键区域,其较小的半径尺寸、急剧的曲率变化使得数控自动化抛光难以实现。为此,提出一种采用电镀超硬磨料柔... 叶片是航空发动机关键零部件之一,具有复杂的几何形状、极高的几何精度和表面质量要求。其中,叶片进排气边作为影响整机性能的关键区域,其较小的半径尺寸、急剧的曲率变化使得数控自动化抛光难以实现。为此,提出一种采用电镀超硬磨料柔性抛光轮定轨迹抛光的方法。通过优化线速度和预压量等抛光工艺关键参数,建立相应的抛光去除量和表面粗糙度变化曲线。实验结果表明,随着线速度和预压量的增加,进排气边的去除量也随之增加。不同尺寸半径试件(R2 mm,R1.5 mm,R1 mm)表面粗糙度在线速度为12.56 m/s和预压量为0.3 mm时呈现出最低值(Ra1.05μm,Ra 0.86μm,Ra 0.81μm)。通过不同尺寸半径试件抛光参数优化方法研究,为实现叶片进排气边的高精度数控自动化抛光提供了有利支撑。 展开更多

关键词 叶片 柔性抛光轮 数控抛光 进排气边 定轨迹抛光

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转子叶尖尾缘端削对轴流压气机失速裕度的影响机理 被引量：5

14

作者 史国华 《流体机械》 CSCD 北大核心 2023年第5期70-76,共7页

针对某型航空发动机压气机转子叶片尾缘出现的叶尖掉块问题,设计了两种叶片尾缘端削方案,并评估了两种端削方式对压气机级性能的影响,揭示了压气机的失速机理及端削对失速裕度的影响机理。结果表明,端削使压气机的压比裕度降低约0.5%,... 针对某型航空发动机压气机转子叶片尾缘出现的叶尖掉块问题,设计了两种叶片尾缘端削方案,并评估了两种端削方式对压气机级性能的影响,揭示了压气机的失速机理及端削对失速裕度的影响机理。结果表明,端削使压气机的压比裕度降低约0.5%,将压气机的流量裕度提升1%以上,整体上对压气机效率的影响较小;通过对流场的定量分析发现,压气机的失速由转子叶根附近叶片吸力面附面层的分离诱发;转子叶尖尾缘端削改变了整个叶高范围内流量的径向分布,并通过提高转子叶根附近的流量降低了附面层的分离程度,进而提升了压气机的流量裕度;采用叶片尾缘斜切的端削方式对压气机性能的影响更小,可以作为解决叶尖掉块的一种处理方法。 展开更多

关键词 轴流压气机 叶尖掉块 叶尖尾缘端削 失速裕度 失速机理

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基于精密电解工艺的叶片进排气边形状控制方法 被引量：5

15

作者 桓恒 郑鑫 +3 位作者 刘海波 赵文涛 于冰 陈东 《航空制造技术》 2018年第15期54-58,共5页

针对高温合金复杂曲面叶片进排气边尺寸和形状的高精度要求,开展了精密电解加工试验研究。结果表明,利用振动进给电解机床与优化电极设计方法可以有效提高电解加工叶片进排气边尺寸形状精度。使用电导率85~90m S/cm,温度25℃的Na NO3电... 针对高温合金复杂曲面叶片进排气边尺寸和形状的高精度要求,开展了精密电解加工试验研究。结果表明,利用振动进给电解机床与优化电极设计方法可以有效提高电解加工叶片进排气边尺寸形状精度。使用电导率85~90m S/cm,温度25℃的Na NO3电解液,叶盆和叶背电极振幅0.4mm,振频40Hz可加工出中心型面进气边形状满足设计要求,排气边接近设计要求的试件。在此基础上,探索采用振动光饰工艺作为精密电解加工技术的辅助手段解决叶片进排气边形状控制难题的方法。 展开更多

关键词 精密电解加工 叶片 进排气边 形状控制 电极设计

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一种基于几何调控的辊轧叶片前后缘加工曲面自适应重建方法

16

作者 崔康 汪文虎 蒋睿嵩 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第13期1593-1600,1605,共9页

针对航空发动机压气机辊轧叶片前后缘溢料端数控加工问题,提出了一种基于设计曲面几何调控的前后缘加工曲面自适应重建方法。根据自由变形理论以及曲面能量控制原理,建立了具有变形约束能力的自由曲面几何调控模型;利用该模型建立了基... 针对航空发动机压气机辊轧叶片前后缘溢料端数控加工问题,提出了一种基于设计曲面几何调控的前后缘加工曲面自适应重建方法。根据自由变形理论以及曲面能量控制原理,建立了具有变形约束能力的自由曲面几何调控模型;利用该模型建立了基于遗传算法求解的辊轧叶片前后缘加工曲面自适应重建策略。该策略通过微量调整叶片设计曲面几何形状,使其在逼近叶身型面测量数据的同时尽可能维持初始几何形状,最终实现了辊轧叶片前后缘加工曲面的自适应重建。实例验证结果表明:利用该方法获得的辊轧叶片前后缘加工曲面可以在保证叶片形状精度的同时实现其与实际叶身的圆滑转接。 展开更多

关键词 辊轧叶片 前后缘 加工曲面 自适应建模 形状调整

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基于刀轨调整的叶片前后缘几何自适应加工 被引量：1

17

作者 陈振林 罗贵敏 朱正清 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第4期78-83,89,共7页

航空发动机压气机叶片在前期净近成形工艺中,其前后缘曲率变化剧烈,形状特殊,无法直接成形,需要进行二次加工。然而,前期工艺会使叶片产生变形,理论数模已经无法适用于其二次加工。因此,为了解决因变形带来的前后缘加工问题,实现前后缘... 航空发动机压气机叶片在前期净近成形工艺中,其前后缘曲率变化剧烈,形状特殊,无法直接成形,需要进行二次加工。然而,前期工艺会使叶片产生变形,理论数模已经无法适用于其二次加工。因此,为了解决因变形带来的前后缘加工问题,实现前后缘与叶身的光滑转接加工,提出了一种基于刀轨修改的叶片前后缘几何自适应的加工方法。首先,在前后缘附近的已成形区域上提取特征测量点并对其进行实测;然后,通过特征点实测数据分析叶片前期工艺变形情况,并基于变形数据建立叶片截面Z坐标值与变形规律的映射关系函数;最后,根据变形映射函数,相应地调整原始理论刀位文件,以调整完的刀轨实现叶片前后缘的自适应加工。以某型号航空发动机精锻叶片为例进行仿真试验验证,试验结果表明该方法优化效果显著,原理论刀位文件与调整后的刀位文件的加工误差相比,后者偏差基本在0.01 mm以内,极大程度地减少了加工误差。该方法能有效解决精锻叶片进排气边的光滑转接加工问题。 展开更多

关键词 叶片 自适应加工 变形映射 刀轨修改 前后缘

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