離心葉輪葉片側(cè)銑路徑優(yōu)化及其內(nèi)部流場模擬.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、整體葉輪葉片的工作表面是復(fù)雜的空間自由曲面,以具備良好的流動性能為目標進行設(shè)計。側(cè)銑加工以其獨有的加工特色,正日漸廣泛的應(yīng)用在離心葉輪葉片曲面加工領(lǐng)域。通過深入調(diào)研,分析離心葉輪設(shè)計制造過程中存在的各種問題,發(fā)現(xiàn)整體葉輪葉片多為扭曲直紋面,側(cè)銑路徑規(guī)劃沒有統(tǒng)一規(guī)則,加工誤差的控制方式不完善,加工工藝對流體曲面的設(shè)計應(yīng)用產(chǎn)生了限制。隨著流體造型技術(shù)的提高,提高此類具備流動特性自由曲面加工水平變得日益緊迫。 本文關(guān)注于葉輪直紋面類葉

2、片曲面流體設(shè)計制造的相關(guān)技術(shù),設(shè)計并實現(xiàn)了基于包絡(luò)面的圓錐銑刀精加工側(cè)銑刀具軌跡整體優(yōu)化算法。首先,分析了葉輪曲面流體動力設(shè)計流程,給出了離心葉片數(shù)控加工工藝的總體架構(gòu)。然后,依據(jù)Bedi給出的基于切觸點側(cè)銑刀具軌跡計算方法,進行了刀位點和刀具軸向矢量計算。采用運動學(xué)的方法計算運動軌跡上刀具與待加工曲面相互作用每一位置的離散切觸點,及其構(gòu)成的刀具包絡(luò)曲面。在誤差的計算方面,綜合考慮了刀具插補切削過程中的總體誤差,針對直紋面的特點給出了詳

3、細的包絡(luò)面誤差計算方法。通過把具有較小誤差刀具軌跡規(guī)劃歸結(jié)為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃最短路徑問題,以刀具采樣插值過程中刀具包絡(luò)面與設(shè)計曲面之間誤差最小為優(yōu)化目標進行求解。本文從減小包絡(luò)面誤差的角度建立了針對圓錐銑刀側(cè)銑刀具軌跡優(yōu)化計算模型,獲得了側(cè)銑刀具軌跡生成的完整算法。實例驗證以及誤差計算仿真表明本文算法的有效性。 本文的包絡(luò)優(yōu)化算法可獲得運動刀具的離散包絡(luò)面。最后,針對此類特殊具有流動光順性曲面的流體設(shè)計造型技術(shù),建立了基于包絡(luò)面誤差控制

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