變傾角變導程螺旋槽的數(shù)學建模和加工方法.pdf

1、變傾角變導程螺旋槽是航天液體火箭發(fā)動機噴管外表面上的一種新型冷卻通道，該型噴管主要用來調整火箭的姿態(tài)。對該型噴管變傾角變導程螺旋槽的加工是航天制造領域的一項技術難題。本文針對這一技術難題，完成了變傾角變導程螺旋槽的數(shù)學建模、加工方法、數(shù)據(jù)處理和動態(tài)仿真等一系列從理論到仿真試驗的研究。 本文應用運動學理論，研究了任意回轉體外表面上的變傾角變導程螺旋線的通用模型。提出了將螺旋角和導程設計為半徑的函數(shù)，并建立了圓柱型輪廓、圓錐型輪廓、

2、鼓型輪廓、細腰型輪廓、一元多項式型輪廓的回轉體外表面上螺旋槽的數(shù)學模型。 針對具體的設計要求，基于螺旋槽加工的運動合成原理，研究了變傾角變導程螺旋槽的五軸聯(lián)動棒銑刀加工方法；為了克服螺旋槽加工軌跡復雜、刀具路徑計算困難等問題，選擇了數(shù)控加工的CAD/CAM自動編程方法及具有強大曲面建模和加工仿真功能的CAD/CAM集成系統(tǒng)軟件Pro/Engineer。 變傾角變導程螺旋槽的數(shù)學模型是復雜的曲線積分方程，Pro/Engin

3、eer無法直接對其進行三維建模，需轉換成Pro/Engineer可以處理的方式，研究了辛普森插值算法，對螺旋槽進行了數(shù)據(jù)處理，并用Matlab編程實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理過程。 變傾角變導程螺旋槽CAD模型復雜，針對某一典型工件，研究了螺旋槽的三維曲面造型技術，解決了螺旋槽的CAD建模問題；在螺旋槽仿真加工過程中，為了提高加工精度和加工效率，研究了銑削加工方法和刀具路徑規(guī)劃方法，并進行了仿真試驗，解決了最優(yōu)刀具路徑的生成問題；自動生成的刀