基于Voxel模型的整體渦輪葉盤五坐標數(shù)控電火花加工仿真及驗證.pdf

1、整體渦輪葉盤是航空發(fā)動機新采用的一種結(jié)構(gòu)件，是發(fā)動機的核心部件。整體渦輪葉盤構(gòu)造復(fù)雜，加工精度要求嚴格，葉片葉型多為空間曲面，葉片通道狹小甚至扭彎;多采用高性能金屬材料和復(fù)合材料，可加工性差，其加工制造成為發(fā)動機研制中的關(guān)鍵。目前，能實現(xiàn)多軸聯(lián)動的數(shù)控電火花加工技術(shù)是加工制造整體渦輪葉盤的有效手段。
　　本文在系統(tǒng)闡述了幾何建模發(fā)展的基礎(chǔ)上研究了數(shù)控加工仿真中所常用的三維幾何建模方法，并對其優(yōu)缺點進行歸納總結(jié);重點分析了體素(Vo

2、xel)模型，深入研究了壓縮Voxel模型的建模原理與方法，實現(xiàn)了其建模算法和布爾運算算法;闡述了計算機仿真中Voxel模型的顯示方法，分析了經(jīng)典Marching Cubes方法在Voxel模型顯示方面的不足，研究并實現(xiàn)了壓縮Voxel模型的優(yōu)化Marching Cubes算法，提高了壓縮Voxel模型表面三維網(wǎng)格提取效率;在上述工作的基礎(chǔ)上，對整體渦輪葉盤的加工工件和成型電極分別進行造型，并構(gòu)造加工工件壓縮Voxel模型和成型電極空間

3、掃描體壓縮Voxel模型，對兩者進行一次布爾減運算，從而完成整體渦輪葉盤電火花加工過程仿真;運用壓縮Voxel模型優(yōu)化Marching Cubes算法對仿真加工過程進行實時圖形顯示;仿真加工完成后，提取仿真加工后的整體渦輪葉盤壓縮Voxel模型表面離散數(shù)據(jù)點并與標準葉片和整體渦輪葉盤CAD模型對應(yīng)型值點數(shù)據(jù)進行比較，完成對仿真加工結(jié)果的分析驗證。
　　基于壓縮Voxel模型的整體渦輪五坐標數(shù)控電火花加工仿真驗證方法可以實時在三維空