张楠, 史耀耀, 陈振, 陈红霞, 刘佳, 赵盼

(1.西北工业大学 航空发动机高性能制造工业和信息化部重点实验室, 陕西 西安 710072;2.内蒙古工业大学 机械工程学院, 内蒙古 呼和浩特 010062;3.内蒙古工业大学 航空学院, 内蒙古 呼和浩特 010062)

整体叶盘是新一代航空发动机实现结构创新与性能跨越的核心零部件[1-2]。整体叶盘将叶片与轮盘集成一体,省去了中间榫接结构,具有减轻质量、简化结构、减小气流损失、提高推重比、改善安全性和可靠性等优点。整体叶盘的叶片型面复杂弯扭大,叶盘通道窄而深,且毛坯材料通常为钛合金、高温合金等难加工材料。使其加工难度极大,被誉为制造业皇冠上的明珠[3-4]。

多轴数控铣削广泛应用于整体叶盘加工,侧铣常用于整体叶盘型面精加工[5]。由于整体叶盘通道较深,刀具的悬长较大,径向刚度较小,加工过程中容易发生颤振。颤振导致工件表面质量下降、刀具磨损加剧、生产效率受限[6-10]。因此,抑制颤振对加工过程至关重要。使用稳定性叶瓣图是避免颤振最有效的方法。稳定性叶瓣图为提高加工效率和参数优化提供了理论依据[11-17]。

传统的稳定性叶瓣图不考虑随机变量对切削稳定性的影响[18-21],Duncan等[22]首次研究了随机变量对稳定性叶瓣图的影响;根据标准偏差,利用结构参数的平均值、上界和下界确定3条稳定性叶瓣图的曲线;但没有给出表示不确定度影响的量化指标。为了解决此问题,Liu等[23]研究了随机变量对车削系统颤振稳定性预测的影响,并首次提出了可靠性叶瓣图。……