叶片是航空发动机部件中的重要零件之一,其加工质量直接决定了航空发动机的工作性能和使用寿命。为了满足发动机工作时严苛的环境要求,叶片的结构形状设计和叶片的材料选择都有特殊要求,叶片的结构特性和材料特性都增加了叶片加工的困难性。目前,我国的航空发动机叶片加工制造水平较为落后,其加工效率和质量无法满足我国航空事业的需求,而国外各大研究机构和公司又对航空发动机叶片制造进行技术封锁,因此对航空发动机叶片加工工艺过程进行研究分析,提高叶片加工质量和加工效率,对我国的航空工业具有重大意义。由于航空发动机叶片的表面质量对发动机的工作性能和使用寿命具有直接影响,本文通过自主设计搭建的叶片磨抛加工实验平台进行叶片磨抛加工实验,主要研究航空发动机叶片的磨抛工艺并进行优化。首先分析叶片的加工难点,针对选用的磨抛工具进行磨抛机理研究与分析;然后对叶片磨抛加工过程中的磨抛接触力和磨抛接触区域特性进行理论建模与实验分析,进而得出接触区域正压力分布规律和材料去除率模型;最后进行磨抛实验研究,基于实验数据和kriging理论建立代理模型,在遗传算法下进行磨抛参数优化得到最优加工参数组合。本文主要的研究内容以及获得的研究成果如下:(1)通过实验研究分析确定了航空发动机叶片磨抛过程选用的工具为锻造棕刚玉砂带。首先基于叶片结构和材料特性,分析叶片在加工过程中存在的问题和加工难点,并确定合适的磨抛加工工具。然后通过实验分析不同砂带材料的磨损、去除率以及磨削热,根据实验结果选用合适的砂带材料为锻造棕刚玉。(2)基于Preston方程建立了航空发动机叶片磨抛加工过程的材料去除率模型。根据砂带磨削机理对叶片磨削过程的磨抛接触力进行研究分析。首先在相同的条件下分析静止状态和运动状态下磨抛接触力存在的误差,考虑到外界环境因素导致的误差,以动态状态下的磨抛接触力为基础建立接触力与下压量之间的函数关系式。其次采用单因素实验研究不同因素对接触区域面积的影响规律。最后结合磨抛接触力和接触区域特性分析得出磨抛接触正压力分布规律并基于Preston方程建立材料去除率模型。(3)基于Kriging理论结合正交实验数据建立磨抛代理模型,通过NSGA-Ⅱ智能优化算法得出最优加工参数组合。首先确定材料去除率和表面粗糙度作为叶片磨抛加工过程中的加工质量评价参数并确定磨抛实验的工具和工艺参数。其次先进行单因素实验,确定不同参数的影响范围,然后再进行正交实验确定优化参数。最后基于正交实验的数据建立磨抛代理模型,并通过NSGA-Ⅱ智能优化算法求出在材料去除率和表面粗糙度双目标下的最优参数组合。(4)搭建叶片磨抛实验平台并验证了优化后加工参数的有效性。首先考虑加工需求以及实验室加工环境现状设计加工工具,搭建了叶片磨抛实验平台。其次在该实验平台上对比优化后磨抛参数组合和经验所得磨抛参数组合的加工效果,验证了优化组合的有效性,在保证表面质量的前提条件下很大程度的提高了加工效率。