本文關鍵詞：葉片復雜曲面磨拋加工路徑規(guī)劃算法研究

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【摘要】：作為航空發(fā)動機的重要核心零件,葉片型面復雜且種類繁多、加工難度較大。良好的加工精度與加工質(zhì)量對航空發(fā)動機整體性能的發(fā)揮有著重要影響。當前,葉片類自由曲面的造型設計技術比較成熟,但此種復雜曲面加工制造技術的發(fā)展稍顯落后。對于精密磨拋葉片復雜曲面加工路徑規(guī)劃算法的研究,是自由曲面造型設計與多軸聯(lián)動磨拋曲面編程技術之間的媒介,為提高我國精密加工技術,助推航空航天事業(yè)及機械制造產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展提供源動力。本文通過應用逆向工程軟件對葉片型面上采集到的點云數(shù)據(jù)進行預處理,重構(gòu)出葉片三角網(wǎng)格模型;為了有效解決模型精度與文件尺寸的矛盾,本文提出了一種局部精度補償算法,可提高葉片截面輪廓曲線生成過程的計算效率;并重建了已優(yōu)化模型文件的拓撲結(jié)構(gòu),采用分組排序和對邊求交的分層算法,通過調(diào)整截取方向獲取橫、縱兩向葉片截面輪廓曲線。針對曲面加工中刀具路徑拓撲結(jié)構(gòu)進行分析,本文提出了旋轉(zhuǎn)磨拋和分片磨拋兩種加工策略。旋轉(zhuǎn)磨拋即通過設置橫截面上數(shù)據(jù)點作為控制頂點,并基于三次均勻B樣條擬合出磨拋軌跡曲線。基于曲率分析方法,對光順的輪廓曲線采用等弦高算法進行離散。根據(jù)離散的磨拋觸點求解出刀軸矢量,最終得到刀位點數(shù)據(jù)。由于葉片扭曲使大曲率曲面無法規(guī)劃,采用分片磨拋策略規(guī)劃加工路徑。對橫、縱兩向截點重新進行篩選,連接后得到了葉盆等小曲率曲面磨拋軌跡。對于葉片排氣邊等大曲率曲面的加工技術難點,重構(gòu)參數(shù)域曲面,二次規(guī)劃磨拋軌跡。針對多軸聯(lián)動葉片磨拋機床結(jié)構(gòu)(B-A型),建立機床運動學模型并進行運動學逆解,求解出磨拋加工葉片時機床各個軸的運動量。對加工方向一致性、磨拋軌跡連續(xù)性問題進行研究,最終利用VERICUT進行仿真驗證。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V263

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本文編號：1170354