航空发动机叶片作为飞机的高精密零部件,其加工精度的高低和表面质量的好坏直接关系到整机的性能及其运行的安全。对于包括航空发动机叶片在内的复杂曲面类精密零件,为了提高其表面质量,一般采用磨削抛光的方式去除零件表面多余材料。上世纪90年代,对于叶片表面的抛磨加工多采用手工抛磨的方式,其加工质量完全依赖工人的技术水平。进入新世纪以来,随着数控技术和砂带磨削技术的发展,数控砂带磨削方式逐渐取代了手工抛磨,叶片的加工质量和效率得到了不同程度的提升。近几年来,随着航空产业的快速发展,对于叶片的加工质量和加工效率要求越来越高。抛磨加工已不是简单的去余量和降低表面粗糙度值,而演变成叶片最终成形的一种加工方式,当前的抛磨加工方式和抛磨技术已不能满足现实生产的需求。为了提高叶片抛磨加工生产效率和实现叶片一次抛磨成形,本文采用测量-建模-磨削一体化加工方式,即通过构建集在线测量于一体的航空发动机叶片磨削中心实现一次装夹完成叶片叶身型面、榫头缘板、叶根转接、阻尼台等部位的磨削加工。本文主要解决航空发动机叶片叶身型面余量分布不均匀和难加工部位的抛磨技术难题。围绕上述问题,本文开展了如下研究工作:首先,分析了当前航空发动机叶片加工工艺和抛磨加工中存在的问题,并针对上述问题对磨削中心的总体运行方案进行规划。同时对磨削中心采用的关键技术以及磨削工位的数控砂带磨床各轴运动进行了分析,并在此基础上拟定了叶片各部位的磨削方案。其次,根据复杂曲面类零件加工相关知识,分析了叶片抛磨加工中由直线插补产生的逼近误差和刀具摆动带来的法向矢量转动误差与走刀步长以及残留高度与加工带宽之间的几何关系,并以此为依据进行了走刀步长以及磨削加工带宽计算方法的研究。另外,进行了叶片待加工区域表面加工余量提取方法的研究,根据三坐标测量的叶片各截面数据进行实测叶片模型重构,并与理论模型对比求解出待加工叶片各刀触点处的加工余量。同时,对余量提取的方法进行了进一步的优化,即通过求取各测量截面刀触点处的加工余量进行曲面重构建立余量分布模型,进而反求出叶片各刀触点处的加工余量。然后,研究了航空发动机叶片各部位数控砂带磨削算法。对于叶身型面,提出了采用七轴联动数控砂带磨削方式,即通过六轴实现位姿调整以及第七轴实现磨削量控制。同时,根据提取出的各刀触点处的加工余量依据相关算法和实验数据建立了材料去除模型,并以此为基础研究了七轴联动各轴运动控制算法。而对于叶片难加工部位诸如阻尼台、叶根转接、榫头缘板等的加工,提出了采用侧向磨削的方式,并对侧向磨削的算法以及抛磨加工过程中的干涉调整方法进行了研究。最后,基于Open CASCADE几何造型平台,利用面向对象的C++编程语言结合上述算法开发了一套具有Ribbon界面风格的航空发动机叶片数控砂带磨削专用软件。该软件主要能够实现离线刀位计算与刀轨优化技术、叶片曲面重构与余量提取技术以及叶片各部位抛磨加工数控程序生成技术。同时,利用该软件生成相应的数控加工程序对叶片进行抛磨加工实验,并对抛磨前后的结果进行对比分析,以验证磨削方法和算法的正确性以及软件的可靠性和实用性。