整體葉輪的造型與刀具路徑的生成

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1、華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能是航空業(yè)發(fā)展的水平重要標(biāo)志之一，整體葉輪是發(fā)動(dòng)機(jī)里面的關(guān)鍵零件，因此研究整體葉輪的加工對(duì)航空業(yè)的發(fā)展有著重大的意義。整體葉輪是典型的復(fù)雜曲面，加工難度大,目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)整體葉輪的加工是采用國(guó)外的專用葉輪四軸加工程序，不但價(jià)格昂貴，加工效率也不高，還不能得到葉片加工的核心技術(shù)。五軸加工具有加工效率高，零件表面指令高等優(yōu)點(diǎn)，因此，研究整體葉輪的五軸加工程序有很大的意義。本文以整體葉輪的加工工藝流程為主線，完成了葉片的曲面造型、整體葉輪五軸數(shù)控加工刀具路徑規(guī)劃、后置處理技術(shù)以及虛擬數(shù)控加工仿真等內(nèi)容。在葉片的曲面造型部分，對(duì)葉片截面數(shù)據(jù)點(diǎn)，基

2、于UG擬合成葉片曲面截面線，再對(duì)截面線通過(guò)蒙皮法擬合出葉片曲面。在加工刀具路徑規(guī)劃中，清根和葉片型面精加工同步完成，提高了加工效率和精度，并構(gòu)造出適合葉片型面加工的直紋驅(qū)動(dòng)曲面，采用側(cè)刃驅(qū)動(dòng)控制刀軸矢量方向，基于UG生成刀位點(diǎn)?；谒脑獢?shù)法對(duì)刀軸矢量進(jìn)行平滑處理，優(yōu)化的刀位點(diǎn)經(jīng)后置處理，生成機(jī)床可接受的NC代碼。NC代碼經(jīng)數(shù)控機(jī)床加工仿真軟件VERICUT進(jìn)行整體葉輪精加工仿真，得到仿真結(jié)果。最后，經(jīng)仿真驗(yàn)證的NC數(shù)控程序通過(guò)MikronHSM600U機(jī)床上對(duì)葉片進(jìn)行加工試切。得出葉片加工時(shí)間縮短，葉片表面質(zhì)量也相應(yīng)提高的結(jié)論，這也證明本文所提出的理論和方法是正確和有效的。關(guān)鍵詞

3、:整體葉輪;五軸加工;后置處理;加工仿真I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractOneimportantindicatoroftheaviationindustrydevelopmentistheperformanceofaero-engine.Integralimpellerisoneofthekeypartsofaero-engine,soresearchingmachineofIntegralimpellerisveryimportanttodevelopaviationindustry.Itseemedashard-machiningbecauseofitscomple

4、xsurfaceandhighmachiningprecision.Atpresent,mostintegralimpellersmanufacturedinternalhavetoimportspecialfour-axisprogram,whicharenotonlyexpensiveinefficientbutalsohardtoacquirethekeytechnology.Butfive-axisprogramcanimproveprocessingefficiency,thequalityofleafsurfaceandsoon.Thereforetheresearc

5、hoffive-axisprocessoroftheintegralimpellerisquitenecessary.Takingtheintegralimpellermachiningworkflowasthemainthread,bladesurfacemodel,toolpathschedulingalgorithmoftheFive-axisNCmachining,post-processingtechnologyandNCmachiningsimulationarestudiedinthisthesis.BasedonUG，bladesurfacedatapointco

6、nstructsectioncurveandthenconstructbladesurfaceinblademodelingpart.Inordertoimproveefficiency,backchippingandbladesurfacearemachinedatonetime.Constructinganewruleasdrivesurfaceandusingswarfdrivemethodcontrolthecuttervectordirection,thecutterlocationofthebladesurfacearecreatedbasedonUG.Thecutt

7、ervectordirectionsareoptimizedbasedonquaternion.Thecutterlocationdataviapost-processingbecameNCcodethatcanberecognizedbythemachinetool.ThentheNCcodesaresimulatedbyVERICUTsoftware.Finally,integralimpellersaremachinedwiththeNCcodeasatrialcut.Th