三元整體葉輪的幾何造型與五坐標數(shù)控加工.pdf

1、葉輪類零件是一類具有代表性且造型比較規(guī)范的、典型的通道類復雜零件,其形狀特征明顯,工作型面的設計涉及到空氣動力學、流體力學等多個學科,因此曲面加工手段、加工精度和加工表面質(zhì)量對其性能參數(shù)都有很大影響.故葉輪的設計與制造密不可分.傳統(tǒng)的葉輪加工方法是葉片與輪轂采用不同的毛坯,分別加工成形后將葉片焊接在輪轂上.此方法不僅費時費力,且葉輪的各種性能難以保證.近年來,多軸數(shù)控技術(shù)尤其是五軸數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使得葉輪的整體加工成為可能并日益普及.該論

2、文以三元整體葉輪五軸數(shù)控加工的刀位規(guī)劃、刀位計算方法等為核心內(nèi)容,結(jié)合數(shù)控加工過程中的外延內(nèi)容如幾何建模等技術(shù),對整體葉輪的五軸數(shù)控加工進行了較為全面的研究.討論了利用B樣條曲線插值反求直紋面葉片型線的方法,進而借助UG完成了直紋面形式的整體葉輪幾何造型.結(jié)果表明針對一組空間坐標點和各點處的厚度值,采用累加弦長參數(shù)化對其進行三次B樣條曲線插值,可保證該空間曲線C<'2>連續(xù),同時各點處的厚度值也C<'2>連續(xù),這種方法可用于多維數(shù)據(jù)的插

3、值與逼近.分析了三元整體葉輪葉片曲面的局部特征,在此基礎(chǔ)上,利用微分幾何學知識,生成了五坐標線接觸法粗、精加工用的刀具運動軌跡.結(jié)果表明對于三元整體葉輪的側(cè)銑加工,在規(guī)劃刀具路徑時,可根據(jù)中性面上的蓋盤曲線、軸盤曲線和相應點處的葉片厚度構(gòu)造葉片曲面,進而生成刀具軸跡面,刀具沿軸跡面的運動則包絡出葉片曲面.采用數(shù)控仿真系統(tǒng)對前面生成的刀具運動軌跡進行整體干涉檢驗,判斷曲面的整體可達性.通過計算機仿真技術(shù),模擬刀具、工件幾何體、加工環(huán)境及刀