● 摘要
叶片类弱刚性零件被广泛应用于航空航天等领域，由于其设计外形复杂、叶型厚度薄、刚性差的特点，易产生加工变形，严重影响该类零件的制造精度和加工效率。因此，针对薄壁叶片类弱刚性零件的加工变形误差分析及补偿技术的研究具有重要的理论意义与工程应用价值。本文遵循加工误差测量及分析、误差源识别、误差补偿以及实验验证的思路，根据装夹方案的不同，分别具体分析了悬臂装夹和双端固定装夹两种不同情况下的加工变形误差，并进行误差补偿。主要研究工作如下：
一、弱刚性薄壁零件悬臂装夹加工变形误差分析。分析弱刚性薄壁零件悬臂装夹加工常见的几种误差来源，以某薄壁曲面零件为研究对象进行误差分析，着重分析了该工件在加工过程中的弹性变形引起的误差。基于有限元软件ANSYS和实际加工实验误差测量结果，着重分析了工件受磨削力产生弹性变形引起的让刀误差。
二、弱刚性薄壁零件悬臂装夹加工变形误差补偿。基于离线实测误差补偿策略，根据实测薄壁零件加工误差，拟合误差曲面，据此调整加工刀位轨迹，实现误差补偿。对补偿后的刀位轨迹进行几何仿真和加工实验验证，结果证明该补偿方案大大降低了弱刚性薄壁零件悬臂装夹加工的变形误差。
三、弱刚性薄壁零件双端固定装夹加工变形误差分析。对弱刚性薄壁零件双端固定装夹加工的几种常见误差来源进行分析，着重分析了工件表层残余应力引起的加工误差。基于某弱刚性薄壁叶片双端固定装夹的加工实验，总结叶片整体弯曲和扭转变形误差分布规律。
四、弱刚性薄壁零件双端固定装夹加工变形误差补偿。基于弱刚性薄壁零件双端固定装夹加工误差分布规律，针对弯扭变形误差对加工刀位轨迹进行补偿。最后运用补偿后的刀位轨迹进行几何仿真及实验加工，有效地验证了该补偿方案可以减小双端固定装夹叶片的加工变形误差，提高加工精度。