【摘 要】
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整体叶轮广泛应用于航天航空、能源动力等国防工业。这类叶轮通常需要五轴联动机床进行加工,但由于其具有叶片薄且扭曲大、表面复杂且加工精度高等特点,加工过程中容易发生干
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整体叶轮广泛应用于航天航空、能源动力等国防工业。这类叶轮通常需要五轴联动机床进行加工,但由于其具有叶片薄且扭曲大、表面复杂且加工精度高等特点,加工过程中容易发生干涉问题。本文将研究整体叶轮五轴加工无干涉刀具轨迹的生成。为了生成无干涉的叶轮加工刀具路径,首先根据NURBS曲线曲面造型理论,建立三次NURBS曲线拟合模型,通过利用型值点反算出控制点的方法和曲率检测方法,完成叶片曲面的创建。其次根据整体叶轮的几何结构特征,分析其加工难点,一是叶片相对较长且薄,加工过程中易变形;二是叶片扭曲且流道比较窄,加工易发生干涉,增加刀轴的控制难度。然后针对整体叶轮五轴加工过程中的干涉问题,通过建立五轴加工刀轴控制模型,重点研究无干涉刀具轨迹规划的相关算法。在粗加工阶段,运用曲面单位法曲面算法,快速求解出叶片和轮毂的偏置面,并给出了走刀步长和行距的算法,实现了基于层切法无干涉刀轨的生成;在精加工阶段,给出了整体叶轮叶片侧铣刀姿角的设定范围,实现了基于双点偏置法叶片侧铣精加工刀位点的快速计算,完成整体叶轮的无干涉的刀轨生成。最后利用UG/Post Builder创建5MC850-A加工中心机床的后置处理文件,对整体叶轮的刀具位置源(.CLS)文件进行后置处理,并生成NC代码;再利用VERICUT创建5MC850-A机床模型,配置仿真加工环境,对整体叶轮的进行虚拟加工,验证叶轮五轴加工无干涉刀具路径的正确性。本文以叶轮加工无干涉刀具路径规划为核心内容,主要研究了叶轮加工无干涉的刀轨规划的相关理论和算法,并通过创建机床的后置处理文件和虚拟加工环境,验证无干涉刀轨路径的准确性,为该类叶轮五轴加工提供参考。
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