面向葉片加工的數(shù)控砂帶拋磨系統(tǒng)的研究.pdf

1、葉輪機(jī)械在航空航天，電力能源等行業(yè)應(yīng)用廣泛。其核心部件葉片因其特殊的自由曲面外形，屬于典型的難加工零件。在國內(nèi)在葉片加工領(lǐng)域，與銑削加工高精度與高效率形成鮮明對比的是，對葉片自由形面的拋磨加工仍然停留在以人工拋磨為主的階段。隨著葉片尺寸的不斷增大，產(chǎn)量需求的不斷上升，葉片自動(dòng)化機(jī)械拋磨已經(jīng)成為限制高質(zhì)量葉片生產(chǎn)的瓶頸。因此，研制一套經(jīng)濟(jì)，高效，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的葉片形面拋磨系統(tǒng)，解決葉片加工中銑削與拋磨自動(dòng)化程度不對稱的局面，具有切實(shí)意

2、義。
　　 本文抓住切削加工中刀具與工件的相對位姿這個(gè)關(guān)鍵因素，借鑒砂帶磨削的加工特點(diǎn)，分析并提出了機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軸數(shù)和機(jī)構(gòu)的空間分布。通過分析機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，提出了機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的配置原則。通過將機(jī)床視為特殊結(jié)構(gòu)的機(jī)器人，反解了機(jī)床的各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參量，解決了本模型無封閉解的問題。提出適合多軸數(shù)控砂帶磨削的接觸輪控制策略——法向接觸法。此法可有效利用機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛度，簡化機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的反解計(jì)算工作，并且方便實(shí)現(xiàn)磨削過程中磨削壓力的控

3、制。為了兼顧加工過程中的無干涉磨削與高效磨削，提出了接觸輪外形應(yīng)采用鼓形接觸輪，并給出了接觸輪回轉(zhuǎn)軸方向與進(jìn)給方向的控制策略。
　　 基于UG二次開發(fā)功能，以葉片的CAD模型為基礎(chǔ)，通過對葉片自由曲面上任意的分析，獲得葉片上每一點(diǎn)的精確位置坐標(biāo)和相應(yīng)的法向矢量及曲面的各向法曲率分布等信息，以此為依據(jù)來進(jìn)行刀具軌跡規(guī)劃，刀觸點(diǎn)的拾取，并獲得刀位點(diǎn)信息。同時(shí)還可以在自由形面上劃分加工區(qū)域來規(guī)避諸如葉根、葉冠和筋板等難于編程加工的區(qū)域