本文關(guān)鍵詞：閉式葉輪定軸插銑粗加工方法的研究

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【摘要】：為了快速去除閉式整體葉輪在粗加工階段的材料,構(gòu)建了閉式整體葉輪通道的定軸粗加工的理論模型,將其概括為通道曲面的內(nèi)接柱面的最大體積的優(yōu)化模型。為降低該優(yōu)化模型的求解難度,將內(nèi)接柱面的最大體積優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為內(nèi)接柱面沿其直母線方向的投影面積最大的優(yōu)化問題,并用多邊形面積來近似替代刀軸矢量方向的投影面積。對(duì)于該理論模型的求解方法,根據(jù)閉式葉輪通道的結(jié)構(gòu)和形狀特點(diǎn),對(duì)組成通道的四個(gè)約束面分別進(jìn)行離散,即通道的兩葉片曲面離散成空間線段,兩輪轂面離散成空間圓弧,將平面束與復(fù)雜曲面的求交問題轉(zhuǎn)化為平面與空間線段和圓弧求交的問題。然后利用MATLAB的Optimization Toolbox對(duì)理論模型進(jìn)行了求解,可得投影面積最大的最佳刀軸矢量。考慮到葉輪通道狹長扭曲的特性,為了完成加工過程,需要對(duì)通道進(jìn)行分段加工。閉式葉輪通道一般分兩段加工,本文提出了閉式葉輪通道粗加工時(shí)的分段依據(jù),即以分段后兩段通道在粗加工時(shí)可去除的體積和最大為分段目標(biāo)�？紤]到該模型的求解復(fù)雜度,選取了一系列特定參數(shù)u值對(duì)其進(jìn)行了計(jì)算,選取其中體積最大的參數(shù)作為數(shù)值算例的分段依據(jù)。為驗(yàn)證所提理論模型及算法的有效性,針對(duì)一直徑為(?)400mm,葉片個(gè)數(shù)為17的閉式整體葉輪的粗加工進(jìn)行了計(jì)算,驗(yàn)證了算法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：定軸插銑 閉式葉輪 粗加工 最大內(nèi)接柱面 通道分段
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG54
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 選題的背景和意義8-9
• 1.2 閉式葉輪粗加工相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 五軸數(shù)控加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 葉輪加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 定軸插銑和閉式葉輪的粗加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容13-14
• 2 數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)與閉式葉輪的造型與計(jì)算14-36
• 2.1 三次B樣條曲線與葉輪中性面軸盤線和蓋盤線的構(gòu)造14-21
• 2.1.1 B樣條基函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)14-15
• 2.1.2 三次B樣條曲線15-16
• 2.1.3 數(shù)據(jù)點(diǎn)到控制點(diǎn)的反算16-19
• 2.1.4 葉輪中性面軸盤線和蓋盤線的造型19-21
• 2.2 中性面的造型21-23
• 2.2.1 直紋面21
• 2.2.2 中性面的造型21-23
• 2.3 壓力面軸蓋盤線的確定與壓力面與吸力面的造型23-27
• 2.3.1 壓力面和吸力面的蓋盤線和軸盤線的確定23-26
• 2.3.2 壓力面與吸力面的造型26-27
• 2.4 回轉(zhuǎn)面與輪轂曲面的構(gòu)造27-30
• 2.4.1 回轉(zhuǎn)面27-28
• 2.4.2 軸盤和蓋盤的造型28-30
• 2.5 B樣條曲線參數(shù)的計(jì)算30-35
• 2.5.1 B樣條曲線的節(jié)點(diǎn)插入葉輪通道的分段30-33
• 2.5.2 曲線的型值點(diǎn)和導(dǎo)矢的計(jì)算33-35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 3 閉式葉輪定軸插銑粗加工的理論模型36-42
• 3.1 定軸插銑與葉輪通道的傳統(tǒng)加工方法的比較36-37
• 3.2 閉式葉輪定軸插銑粗加工的理論模型37-39
• 3.3 通道內(nèi)接柱面投影面積的近似39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 4 閉式葉輪定軸插銑粗加工的理論模型的求解42-58
• 4.1 空間平面束與葉片曲面的求交42-45
• 4.2 空間平面束與輪轂面的求交45-48
• 4.3 空間平面束中的平面繞刀軸矢量的旋轉(zhuǎn)48-51
• 4.4 最佳刀軸方向及通道最大內(nèi)接柱面準(zhǔn)線的求解51-55
• 4.4.1 最佳刀軸方向的求解51
• 4.4.2 最佳刀軸方向下的內(nèi)接柱面準(zhǔn)線的求解51-55
• 4.5 最大內(nèi)接柱面的刀具軌跡的規(guī)劃55-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 5 通道的分段與定軸插銑粗加工的數(shù)值算例58-71
• 5.1 閉式葉輪分段加工可行性分析58-62
• 5.2 閉式葉輪通道的分段依據(jù)62-65
• 5.3 內(nèi)接柱面定軸插銑粗加工的數(shù)值算例65-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 6 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 本文的主要結(jié)論71
• 6.2 本文工作的展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況77-78
• 致謝78-79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：828837