砂带磨削作为重要的加工方法之一,具有磨削、研磨、抛光多种功能复合的加工特点,且磨削表面质量好。航空叶片的表面形状通常为复杂的自由曲面,使用到的材料大多是典型的难加工材料,同时需要满足高效、高精度的加工要求,并且其加工精度与加工质量会直接影响到发动机及相关产品的性能与使用寿命,因此给加工带来很多困难。作为加工叶片等复杂自由曲面的有效方法,砂带磨削对于提高叶片加工效率,改善其表面质量有着重要的作用。但是,在当前叶片磨削加工方式中,对于叶片磨削加工参数的选择仍以传统的“试切”与“经验”法为主,对于加工人员的依赖较高,加工效率低,加工质量难以得到保证。为实现工件高精度,低表面粗糙度的要求,摆脱依靠人工决策的现状,实现对表面质量的合理预测与控制,本课题选取某型TC4钛合金叶片为对象,开展叶片砂带磨削关键加工参数识别与表面质量研究。所做的研究工作主要包括:砂带磨削关键加工参数的识别。磨削过程中包含有许多的工艺参数,且磨削工艺复杂,本课题采用框架法对砂带磨削过程中的工艺实例进行表示,基于粗糙集理论对工艺参数进行离散化处理、属性约简处理,并结合层次分析法进行组合赋权,对各特征属性的权重进行计算,从而对影响表面质量的磨削加工参数进行排序,确定砂带磨削加工中的关键加工参数。叶片砂带磨削可磨性分析与实验台的搭建。对TC4钛合金材料特性、可磨性进行分析,并分析采用砂带磨削对钛合金材料进行加工的可行性。结合选取的关键加工参数,设计与搭建符合实验条件的恒力砂带磨削实验台,并验证恒力控制软件的有效性。砂带磨削实验方案与表面质量分析。选用表面粗糙度与表面形貌作为评价表面质量的指标。拟定磨削试验中的各项工艺参数,采用单因素试验研究磨料粒度、磨削压力、砂带线速度对表面粗糙度的影响规律,采用正交试验研究多因素交互作用对工件表面粗糙度的影响。在此基础上,进行参数组合的优选,建立表面粗糙度预测模型,验证预测模型的准确性,并进行显著性检验。某型叶片数控砂带磨削实验。对某型TC4航空叶片进行实验,验证参数组合优选与表面粗糙度预测模型的准确性。结论表明:使用对应的磨削参数,均能满足表面粗糙度的等级范围,且预测模型达到的最小相对误差为2.16%,最大相对误差为10.2%,表明该预测模型具有一定的准确性,选择合理的参数组合以及结合预测模型对参数进行相应调整,能得到符合要求的工件,对实际磨削加工具有一定的指导意义。