本文關(guān)鍵詞： 整體葉輪 五軸加工 層切法 刀軸控制 仿真驗(yàn)證　出處：《西安科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：整體葉輪廣泛應(yīng)用于航天航空、能源動(dòng)力等國(guó)防工業(yè)。這類葉輪通常需要五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床進(jìn)行加工,但由于其具有葉片薄且扭曲大、表面復(fù)雜且加工精度高等特點(diǎn),加工過程中容易發(fā)生干涉問題。本文將研究整體葉輪五軸加工無干涉刀具軌跡的生成。為了生成無干涉的葉輪加工刀具路徑,首先根據(jù)NURBS曲線曲面造型理論,建立三次NURBS曲線擬合模型,通過利用型值點(diǎn)反算出控制點(diǎn)的方法和曲率檢測(cè)方法,完成葉片曲面的創(chuàng)建。其次根據(jù)整體葉輪的幾何結(jié)構(gòu)特征,分析其加工難點(diǎn),一是葉片相對(duì)較長(zhǎng)且薄,加工過程中易變形;二是葉片扭曲且流道比較窄,加工易發(fā)生干涉,增加刀軸的控制難度。然后針對(duì)整體葉輪五軸加工過程中的干涉問題,通過建立五軸加工刀軸控制模型,重點(diǎn)研究無干涉刀具軌跡規(guī)劃的相關(guān)算法。在粗加工階段,運(yùn)用曲面單位法曲面算法,快速求解出葉片和輪轂的偏置面,并給出了走刀步長(zhǎng)和行距的算法,實(shí)現(xiàn)了基于層切法無干涉刀軌的生成;在精加工階段,給出了整體葉輪葉片側(cè)銑刀姿角的設(shè)定范圍,實(shí)現(xiàn)了基于雙點(diǎn)偏置法葉片側(cè)銑精加工刀位點(diǎn)的快速計(jì)算,完成整體葉輪的無干涉的刀軌生成。最后利用UG/Post Builder創(chuàng)建5MC850-A加工中心機(jī)床的后置處理文件,對(duì)整體葉輪的刀具位置源(.CLS)文件進(jìn)行后置處理,并生成NC代碼;再利用VERICUT創(chuàng)建5MC850-A機(jī)床模型,配置仿真加工環(huán)境,對(duì)整體葉輪的進(jìn)行虛擬加工,驗(yàn)證葉輪五軸加工無干涉刀具路徑的正確性。本文以葉輪加工無干涉刀具路徑規(guī)劃為核心內(nèi)容,主要研究了葉輪加工無干涉的刀軌規(guī)劃的相關(guān)理論和算法,并通過創(chuàng)建機(jī)床的后置處理文件和虛擬加工環(huán)境,驗(yàn)證無干涉刀軌路徑的準(zhǔn)確性,為該類葉輪五軸加工提供參考。
[Abstract]:Integral impeller is widely used in national defense industry such as aerospace, energy power and so on. This kind of impeller usually needs five-axis machine tool to process, but because of its thin and twisted blade, complex surface and high machining precision, etc. Interference is easy to occur in machining process. This paper will study the generation of non-interference tool path in five-axis machining of integral impeller. In order to generate non-interference cutting tool path of impeller, first of all, according to the modeling theory of NURBS curve and surface, The cubic NURBS curve fitting model is established, and the blade surface is created by using the method of inverse calculating the control point and the curvature detecting method. Secondly, according to the geometric structure characteristics of the whole impeller, the machining difficulties are analyzed. One is that the blade is relatively long and thin, and it is easy to deform in the process of machining; the other is that the blade is twisted and the flow channel is relatively narrow, and the machining is prone to interference, which increases the control difficulty of the cutter shaft. Then, aiming at the interference problem in the five-axis machining process of the integral impeller, By establishing the control model of five-axis machining tool axis, the relevant algorithms of non-interference tool path planning are studied emphatically. In rough machining stage, the offset surface of blade and hub is solved quickly by using the curved surface unit method. At the same time, the algorithm of walking step and row distance is given, the generating of non-interference cutter track based on layer cutting method is realized, and in the finishing stage, the setting range of the pose angle of side milling cutter of integral impeller blade is given. Based on the two-point offset method, the tool location of blade side milling is calculated quickly, and the non-interference tool path is generated. Finally, the post-processing file of 5MC850-A machining center machine tool is created by UG/Post Builder. The cutting tool position source file of integral impeller is postprocessed, and NC code is generated, and then the 5MC850-A machine tool model is created by VERICUT, and the simulation machining environment is configured, and the integral impeller is processed in virtual way. To verify the correctness of non-interference tool path in impeller five-axis machining, this paper focuses on the non-interference tool path planning for impeller machining, and mainly studies the relevant theories and algorithms of non-interference tool path planning for impeller machining. By creating post-processing file and virtual machining environment of machine tool, the accuracy of non-interference tool path is verified, which provides a reference for the five-axis machining of this kind of impeller.
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1552713