由于雙級(jí)帶冠整體渦輪葉盤具有結(jié)構(gòu)通道狹小、葉片扭曲的特點(diǎn),傳統(tǒng)數(shù)控加工時(shí)刀具可達(dá)性差,多軸數(shù)控電火花加工是其主要的加工方法。針對(duì)在電火花加工過程中成型電極復(fù)雜、路徑規(guī)劃困難等問題,采用逆向搜索算法進(jìn)行軌跡規(guī)劃。首先,完全填充葉盤相鄰葉片通道,其次,在對(duì)電極減厚的基礎(chǔ)上,使電極在通道內(nèi)進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),進(jìn)行干涉檢查及電極厚度優(yōu)化,直至生成優(yōu)化成型電極或剖分電極及相應(yīng)電火花加工軌跡。通過驗(yàn)證,表明設(shè)計(jì)的電極在雙級(jí)帶冠整體渦輪葉盤的數(shù)控電火花加工中可行,路徑規(guī)劃合理。 

【文章來源】：組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2019,(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

葉盤的造型流程圖

婊?腥勻晃薹ㄕ業(yè)轎薷繕?gòu)鼓路径?聳斃枰?對(duì)電極做軸向剖分。剖分后的電極分別從葉盤兩側(cè)完成葉盤流道的加工，電火花加工中存在電極損耗。為了解決電極剖分后從兩端分別加工的流道無法搭接的問題，在剖分后電極兩端增加預(yù)補(bǔ)償區(qū)。如果軸向剖分后仍然無法找到無干涉的路徑，對(duì)電極再沿徑向剖分，即剖分面平行于XOY面，如還不能找到無干涉的路徑，則對(duì)電極厚度進(jìn)行減少再優(yōu)化。電極的設(shè)計(jì)原則是使電極尺寸盡量飽滿的前提下，找到一條無干涉優(yōu)化的加工路徑。(a)左加工電極(b)右加工電極圖8成型電極剖分2電極路徑規(guī)劃電極的運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)階段:進(jìn)給和復(fù)制。粗加工電極和精加工電極用于渦輪葉盤葉片的電火花加工中，兩種類型電極的輪廓來自相同的原始電極，但它們的放電間隙是不同的。應(yīng)注意，粗加工電極沿著精心設(shè)計(jì)的進(jìn)給路徑移動(dòng)到葉盤流動(dòng)通道中，并去除進(jìn)給路徑上的工件材料。粗加工電極的進(jìn)給路徑和精加工電極的進(jìn)給路徑是相同的。根據(jù)整體葉盤的制造實(shí)驗(yàn)，粗加工占整個(gè)加工制造時(shí)間的75%以上，提高加工效率的關(guān)鍵是縮短粗加工時(shí)間。精加工階段關(guān)系整體渦輪葉盤加工能否滿足設(shè)計(jì)要求。粗加工或精加工電極的進(jìn)給路徑是空間曲線，因此電極沿著進(jìn)給路徑的運(yùn)動(dòng)涉及線性運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2．1電極路徑規(guī)劃分析要完成雙級(jí)帶冠整體渦輪葉盤的加工，對(duì)于整個(gè)加工過程中的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析。主要包括的運(yùn)動(dòng)有:電極進(jìn)入整體渦輪葉盤腔體的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、沿渦輪葉盤軸向和徑向的運(yùn)動(dòng)、電極退出整體渦輪葉盤腔體的退出運(yùn)動(dòng)、相鄰的葉片成型所需的葉盤分度運(yùn)動(dòng)。本文研究的對(duì)象為雙級(jí)帶冠整體渦輪葉盤，兩個(gè)葉盤的葉盤數(shù)量一個(gè)為75，一個(gè)為73，兩?

持鶻緱?將所提出的優(yōu)化函數(shù)與其他能夠提供良好結(jié)果的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行了比較，如電極與腔體之間的距離平均值，電極與腔體之間距離的均方根和標(biāo)準(zhǔn)偏差。平均值:fobj(v1，v2，…，vn)=Σkk=1dkk均方根:fobj(v1，v2，…，vn)=Σkk=1d2kk標(biāo)準(zhǔn)偏差:fobj(v1，v2，…，vn)=Σkk=1(dk－(Σkk=1dkk))2槡k其中，K等于在不同點(diǎn)的電極和通道之間測量的距離數(shù)量。如圖11所示為利用加工驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)雙葉盤的電極路徑規(guī)劃生成過程。為了證明所提出的目標(biāo)函數(shù)的充分性，計(jì)算并比較了使用每個(gè)目標(biāo)函數(shù)的路徑。與其他函數(shù)相比，所提出的目標(biāo)函數(shù)的最佳性能是明顯的，如表現(xiàn)出更高的平滑性和缺乏“跳躍”。圖11電極路徑生成過程4結(jié)論經(jīng)過驗(yàn)證，基于本文設(shè)計(jì)的電極以及規(guī)劃的路徑，可以實(shí)現(xiàn)電極造型尺寸盡可能最大化，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)電極的運(yùn)動(dòng)路徑與葉盤無干涉，是一條優(yōu)化的路徑。結(jié)果充分驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的電極在加工雙級(jí)帶冠整體渦輪葉盤中的可行性和有效性，取得了滿意的效果，成功為某航天發(fā)動(dòng)機(jī)中新設(shè)計(jì)的整體渦輪葉盤加工制造探索出一種有效的加工方法。［參考文獻(xiàn)］［1］IAyesta，BIzquierd．Electrodedesignandapplicationforbliskmachining［C］//Proceedingsofthe5thManufacturingEngineeringSocietyInternationalConference，Zaragoza，2013．［2］XiaomingKang，YuxuanYang，XumuyeTao，etal．IntegralShroudedBliskEDMPre-roughMachiningbyUsingSimpli-fiedElectrode［C］//19thCIＲPConfere

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3006305