葉片五軸數(shù)控加工若干關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、葉片零件指螺旋槳、水力/蒸汽輪機(jī)、渦輪等的工作部件葉片，作為主要的動(dòng)力裝置，它們?cè)诤娇蘸教?、發(fā)電、交通、水運(yùn)等基礎(chǔ)行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。這類(lèi)零件具有一些共同特點(diǎn)，如表面一般均為復(fù)雜自由曲面，造型困難，主要通過(guò)介質(zhì)在工作表面上的流動(dòng)作用產(chǎn)生動(dòng)力，另外，由于葉片造型和工藝的復(fù)雜性及高精度的要求，其加工制造一般都需要在多于三軸的數(shù)控機(jī)床上完成。這類(lèi)零件是生產(chǎn)活動(dòng)中的主要資源消耗者和噪聲污染源，他們的加工質(zhì)量好壞直接關(guān)系到行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境和

2、資源利用效率?？梢哉f(shuō)，研究提高此類(lèi)具有流體特性的葉片零件的數(shù)控加工的新技術(shù)新工藝，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保護(hù)環(huán)境和提高資源利用效率具有積極的作用。
　　 本文在國(guó)家“863 ”課題“五軸聯(lián)動(dòng)NC機(jī)床后置系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)”的資助基礎(chǔ)上，通過(guò)研究葉片零件的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工的數(shù)控編程和后置處理若干關(guān)鍵技術(shù)，從制造角度入手，研究有效提高此類(lèi)零件的加工精度，減小零件表面的流阻和沖擊，提高使用壽命，降低噪聲的新方法新技術(shù)，有效的減少環(huán)境污染，提高資源利

3、用率，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
　　 本文從理論入手，從流體動(dòng)力學(xué)角度1 提出影響葉片零件工作效率和噪聲產(chǎn)生的原因，在此基礎(chǔ)上提出研究該類(lèi)零件的工作表面的流體流動(dòng)特性及表面的流場(chǎng)和流動(dòng)方向狀況的思路。結(jié)合上述研究成果，再分析此類(lèi)零件數(shù)控加工的刀具軌跡的規(guī)劃理論和技術(shù)，探討建立流場(chǎng)與刀具路徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系的理論，并提出相應(yīng)的刀位點(diǎn)計(jì)算和干涉檢測(cè)技術(shù)等。
　　 在后置處理技術(shù)方面，針對(duì)核心的機(jī)床運(yùn)動(dòng)求解算法，本文在結(jié)合傳統(tǒng)的CAD/

4、CAM系統(tǒng)的后置處理技術(shù)基礎(chǔ)上，通過(guò)分析目前成熟的通用類(lèi)型串聯(lián)機(jī)床的通用后置處理算法，研究了合作單位——北京機(jī)電院高技術(shù)股份公司（BMEI）XKH系列葉片加工中心結(jié)構(gòu)。通過(guò)求得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，建立了針對(duì)此型結(jié)構(gòu)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)求解算法。
　　 同時(shí)，在建立的后置處理算法的基礎(chǔ)上，利用Visual C++開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的后置處理系統(tǒng)原型軟件。
　　 最后，在北京機(jī)電院的支持和幫助下，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)蠟?zāi)Ｔ嚽泻蛯?shí)際葉片切削，進(jìn)行實(shí)際加工實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)