整體葉輪作為典型的曲面薄壁件,在航天、船舶、化工及其他工程領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,葉輪制造水平極大影響著裝備的性能和可靠性。整體葉輪常選用五軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行銑削加工,因銑削力作用,導(dǎo)致薄壁葉片產(chǎn)生加工變形,造成加工誤差。本文以五軸數(shù)控銑削技術(shù)為基礎(chǔ),對(duì)錐度球銑刀銑削力進(jìn)行仿真和預(yù)測(cè)。研究銑削力對(duì)薄壁葉片加工變形的影響規(guī)律,計(jì)算加工誤差并修正銑削刀路,從而提高薄壁葉片加工表面精度。首先,本文對(duì)整體葉輪進(jìn)行數(shù)字化幾何建模,并對(duì)側(cè)銑刀路生成算法展開研究�；贜URBS技術(shù),構(gòu)建直紋葉片曲面模型,完成了整體葉輪幾何造型;針對(duì)半開式整體葉輪,進(jìn)行工藝路線設(shè)計(jì)、銑削參數(shù)設(shè)定、工裝夾具設(shè)計(jì)、銑刀銑選型等工作,完成了五軸數(shù)控銑削工藝規(guī)劃;基于最小二乘法理論,實(shí)現(xiàn)了直紋葉片側(cè)銑刀路生成算法,與兩點(diǎn)偏置法等算法相比較,極大降低設(shè)計(jì)誤差（欠切/過切量）;分析德馬吉DMU-70V非正交五軸數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn),計(jì)算機(jī)床運(yùn)動(dòng)鏈關(guān)系,進(jìn)行刀路后處理軟件開發(fā);基于VERICUT軟件,創(chuàng)建了 DMU-70V五軸機(jī)床加工仿真平臺(tái),監(jiān)測(cè)葉輪銑削過程中的刀-工干涉情況,保證了 NC代碼準(zhǔn)確性及安全性。其次,本文完成了錐度球銑刀力學(xué)模型構(gòu)... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１航空結(jié)構(gòu)件整體葉輪??葉片銑削過程受力復(fù)雜，本身曲面結(jié)構(gòu)扭曲度大、剛性差，導(dǎo)致采用經(jīng)典??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??方法、銑削刀路自動(dòng)化編程技術(shù)等方面的研宄內(nèi)容，成為當(dāng)前研宄整體葉輪加??工技術(shù)的重要課題。??１．２國內(nèi)外研究概況??１．２．１整體葉輪加工刀路規(guī)劃??葉片作為典型直紋面，其造型復(fù)雜、葉片數(shù)量多且流道狹窄，具體結(jié)構(gòu)見??圖１－２所示，因此在制造中易出現(xiàn)撞刀、干涉等現(xiàn)象。此類工件多選用五軸機(jī)床??制造加工，其五軸加工工藝規(guī)劃存在諸多難點(diǎn)，如銑削刀路合理規(guī)劃、工藝參??數(shù)優(yōu)化等方面。??圖１－２整體葉輪結(jié)構(gòu)圖??刀路規(guī)劃工作內(nèi)容包含刀位軌跡計(jì)算、刀軸矢量計(jì)算、干涉撞刀檢查、適??用機(jī)床數(shù)控程序后處理等。目前ＣＡＤ／ＣＡＭ軟件如ＵＧ、Ｐｒｏ／Ｅ、ＰｏｗｅｒＭＵｌ等內(nèi)??置有刀路規(guī)劃模塊，并包含刀具－工件、刀具－夾具干涉監(jiān)測(cè)功能，但是在干涉情??況下刀路優(yōu)化方面有所欠缺。商用軟件僅考慮設(shè)計(jì)工件的理論幾何模型，難以??實(shí)現(xiàn)刀路設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行誤差補(bǔ)償。??針對(duì)整體葉輪側(cè)銑刀路規(guī)劃、刀－工干涉檢查等問題，諸多學(xué)者進(jìn)行了深入??的研宄。在國外研宄中，Ｃｈｉｏｕ等基于葉片直紋面幾何形狀特點(diǎn)，采用刀具掃??描法，實(shí)現(xiàn)了側(cè)銑加工刀路生成。Ｌｉｍ等Ｍ分析葉片加工過程中存在的瓶頸和問??題，采用響應(yīng)曲面法，實(shí)現(xiàn)了葉輪粗加工階段的工藝優(yōu)化，提升了葉輪葉片銑??削效率。ＢｏｈｅｚＥ．等學(xué)者分析五軸數(shù)控機(jī)床刀具－工件千涉及撞刀的問題，研??究出刀軸矢量計(jì)算方法。Ｙｏｕｎｇ等？］學(xué)者同樣研宂刀具干涉情況，設(shè)計(jì)了葉輪??葉片無千涉刀路模塊化規(guī)劃方法，避免五軸加工時(shí)的刀－工千涉問題。Ｃｈｅｎ等［１２］??學(xué)者推導(dǎo)出銑刀定位最優(yōu)計(jì)算辦法，實(shí)現(xiàn)了加工過程中銑刀刀位點(diǎn)的定位和計(jì)??２??

丨！?｜銑削力建模?｜切削力系數(shù)識(shí)別?｜切削參數(shù)影響Ｉ??ＩＩＩＺＺＺＺＺＺ：ＺＺ＾：ＺＺＺＺＺ：Ｚ：ＺＺ：Ｚ＂??，?，！?｜第四章葉片加工變形及誤差補(bǔ)償研宄｜?｜??ｉ?變形仿Ｉｔ?Ｉ?１?Ｉ???ｉ及實(shí)驗(yàn)葉片銑削有?切削參數(shù)變?鏡像誤差補(bǔ)?！??Ｌ?！?１１限元分析?形分析償?ｉ??：?Ｉ?！?｜第五章葉片表面質(zhì)量研究及工藝平臺(tái)開發(fā)｜?ｉ??ｊ?應(yīng)用?Ｉ—?１?｜??ｉ?Ｉ?；?｜葉片加工表面質(zhì)量｜?｜五軸數(shù)控加工開發(fā)平臺(tái)｜?；??圖１－４論文研宄框架??８??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Prediction of cutting forces in flank milling of parts with non-developable ruled surfaces[J]. Liping WANG,Hao SI,Liheng GU.  Chinese Journal of Aeronautics. 2019(07)
[2]基于幾何特征分解和環(huán)狀切片的整體葉輪五軸混合加工工藝規(guī)劃方法[J]. 唐新宇,汪祥,李昊翔,鄧曉鵬,趙明宇,劉長(zhǎng)青,喬輝.  航空制造技術(shù). 2019(08)
[3]基于UG的整體葉輪數(shù)控加工仿真研究[J]. 秦錄芳,孫濤,時(shí)四強(qiáng),楊路.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2015(11)
[4]圓錐刀側(cè)銑整體葉輪葉片曲面的刀軸軌跡規(guī)劃[J]. 閻長(zhǎng)罡,施曉春,鄧曉云.  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2014(05)
[5]鋁合金薄壁件側(cè)壁加工變形有限元分析[J]. 何永強(qiáng),曹巖.  現(xiàn)代制造工程. 2011(03)
[6]利用數(shù)控改造加工等螺旋角等前角錐球頭立銑刀[J]. 康長(zhǎng)玉,朱斌,雷君相.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2010(06)
[7]任意扭曲葉輪五軸數(shù)控側(cè)銑的算法研究[J]. 樊宏周,席光,王尚錦.  中國機(jī)械工程. 2010(02)
[8]葉輪造型與加工支撐軟件的選擇及技術(shù)特性[J]. 季田,卞桂虹,劉向東,郭東明.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2008(01)
[9]葉輪數(shù)控加工中的干涉檢查[J]. 蔡永林,孫衛(wèi)青,姜虹.  中國機(jī)械工程. 2007(19)
[10]薄壁件的裝夾變形機(jī)理分析與控制技術(shù)[J]. 秦國華,吳竹溪,張衛(wèi)紅.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2007(04)

碩士論文
[1]復(fù)雜曲面的五坐標(biāo)寬行數(shù)控加工技術(shù)研究[D]. 孫心宇.南昌航空大學(xué) 2016
[2]離心葉輪葉片五軸數(shù)控銑削過程物理仿真研究[D]. 湯亮.湘潭大學(xué) 2011
[3]鋁合金薄壁件銑削加工變形有限元模擬與試驗(yàn)研究[D]. 王一江.中北大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3595967