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《三元整體葉輪的五軸加工刀具軌跡規(guī)劃論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、南昌航空大學科技學院學士學位論文1前言1.1論文背景隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，社會對產(chǎn)品多樣化的要求日益強烈，產(chǎn)品更新越來越快，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加。同時，隨著航空工業(yè)、汽車工業(yè)和輕工消費品生產(chǎn)的高速增長，復雜形狀的零件越來越多，精度要求也越來越高;此外，激烈的市場競爭要求產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來越短，傳統(tǒng)的加工設備和制造方法已難于適應這種多樣化、柔性化與復雜形狀零件的高效高質(zhì)量加工求。因此，近幾十年來，能有效解決復雜、精密、小批多變零件加工問題的數(shù)控(NC)加工技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應用，使制造技術(shù)發(fā)生了根本性的變化。努力發(fā)展數(shù)控加工技術(shù)，并向高層次的自動化、柔性化
2、、敏捷化、網(wǎng)絡化和數(shù)字化制造方向推進，是當前機械制造業(yè)發(fā)展的方向。數(shù)控技術(shù)是機械加工現(xiàn)代化的重要基礎與關(guān)鍵技術(shù)。應用數(shù)控加工可大大提高生產(chǎn)率、穩(wěn)定加工質(zhì)量、縮短加工周期、增加生產(chǎn)柔性、實現(xiàn)對各種復雜精密零件的自動化加工，易于在工廠或車間實行計算機管理，還使車間設備總數(shù)減少、節(jié)省人力、改善勞動條件，有利于加快產(chǎn)品的開發(fā)和更新?lián)Q代，提高企業(yè)對市場的適應能力并提高企業(yè)綜合經(jīng)濟效益。數(shù)控加工技術(shù)的應用，使機械加工的大量前期準備工作與機械加工過程聯(lián)為一體，使零件的計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工藝規(guī)劃(CAPP)和計算機輔助制造(CAM)的一體化成為現(xiàn)實，使機械加工的柔性自動化水平
3、不斷提高。與此同時，數(shù)控加工技術(shù)也成為發(fā)展軍事工業(yè)的重要戰(zhàn)略技術(shù)。數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎。這個基礎是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。美國與西方各國在高檔數(shù)控機床與加工技術(shù)方面，一直對我國進行封鎖限制。因為許多先進武器裝備的制造，如飛機、導彈、坦克等的關(guān)鍵零件，都離不開高性能數(shù)控機床的加工。我國的航空、能源、交通等行業(yè)也從西方引進了一批五坐標機床等高檔數(shù)控設備，但其利用受到國外的監(jiān)控和限制，不準用于軍事用途的零件加工。這一切均說明數(shù)控加工技術(shù)在國防現(xiàn)
4、代化方面所起的重要作用。1.2選題背景48南昌航空大學科技學院學士學位論文葉輪機械廣泛地用于能源動力、航空航天、石油化工、冶金等行業(yè)，在國民經(jīng)濟和國防事業(yè)中發(fā)揮著巨大作用。據(jù)原機械工業(yè)部統(tǒng)計資料表明，壓縮機、鼓風機、通風機和水泵在各行業(yè)的裝機容量占全國發(fā)電總量的三分之一葉輪機械是一個綜合性很強的學科，涉及到氣動、加工、強度、振動等方面，范圍廣，內(nèi)容多。近幾十年來，隨著計算機及數(shù)值計算理論的發(fā)展，葉輪的設計理論取得了可喜的成績。采用三元葉輪設計理論使得內(nèi)部流動更加符合流體的實際流動過程，性能得到大幅度的提高。與之相適應，三元葉輪由于空間形狀的復雜性以及對強度的高要求使其對加工制造
5、提出了更高的要求。三元葉輪的葉片通常為復雜曲面，輪盤和輪蓋為回轉(zhuǎn)面，是一類幾何特征明顯，在生產(chǎn)實際中有一定代表性的零件。它的設計與制造相對于常規(guī)機械零件復雜得多。設計葉輪時，要對葉輪內(nèi)部流動進行分析和控制，設計指標能否得到滿足，需要制造環(huán)節(jié)來保證。如果制造技術(shù)薄弱，葉輪的整體性能必將受到影響。因此葉輪的設計與制造密不可分。隨著制造業(yè)在全球范圍內(nèi)競爭的激烈，越來越多的制造企業(yè)裝備了先進的多坐標數(shù)控機床，尤其是五坐標機床逐漸裝備到企業(yè)中。五坐標機床功能強大、加工效率高、質(zhì)量好，受到制造業(yè)內(nèi)人士的青睞。由于五坐標機床刀具運動的復雜性，數(shù)控編程也較為困難。因此，復雜曲面的五坐標加工技術(shù)
6、一直是數(shù)控加工領(lǐng)域內(nèi)國內(nèi)外學者的研究熱點之一。根據(jù)葉片的幾何形狀，可將葉輪分為具有直紋面葉片的葉輪和具有任意曲面葉片的葉輪。對于曲面加工，最早是采用放樣法，這種古老的方法速度慢，精度低，需要熟練的技工完成。采用毛坯鑄造，葉片的厚度不能太薄，且精度很難保證，葉輪動平衡性能差。電火花加工技術(shù)也可用于葉輪的加工，但是其成本高。利用CAD/CAM技術(shù)，在數(shù)控機床上加工被認為是加工葉輪的最好方法。整體葉輪的數(shù)控加工離不開自動編程，在自動編程方面，整體葉輪的刀具路徑的規(guī)劃是個關(guān)鍵，刀具軌跡的生成能力直接決定數(shù)控編程系統(tǒng)的功能及所生成的加工程序質(zhì)量。能否生成有效的刀具軌跡直接決定了加工的可能
7、性、質(zhì)量與效率。因此，從我國葉輪數(shù)控加工的現(xiàn)狀以及曲面數(shù)控加工的理論研究等方面來看，都有必要對葉輪以及復雜曲面的五坐標數(shù)控加工技術(shù)進行深入研究，以縮短我國葉輪數(shù)控加工、CAM軟件開發(fā)技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家的差距，提高我國流體機械行業(yè)在國際市場的竟爭能力。1.3文獻綜述48南昌航空大學科技學院學士學位論文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，它在能源動力、航空航天、石油化工、冶金等行業(yè)中均有廣泛應用，如航空發(fā)動機上的整體葉輪、坦克發(fā)動機增壓器葉輪、水泵及壓縮機葉輪等。這
