本文關(guān)鍵詞：整體葉輪五軸側(cè)銑的刀具路徑計算方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：整體葉輪是航空航天、船舶發(fā)動機等各類透平機械的關(guān)鍵部件,隨著航天和海洋事業(yè)的發(fā)展,對葉輪的性能提出了更高的要求,隨之而來的是整體葉輪的形狀更加復雜,其加工要求也越來越高。五軸側(cè)銑加工是工業(yè)中復雜高性能零件高效加工的重要手段,能夠加工連續(xù)、平滑、復雜的整體葉輪的葉片曲面。由于整體葉輪的葉片一般為非可展直紋面,非可展直紋面?zhèn)茹娂庸み^程中存在原理性誤差,同時要保證刀具路徑的平滑性,刀具路徑規(guī)劃的復雜度進一步提高。因此,整體葉輪的五軸側(cè)銑加工中,對刀具路徑規(guī)劃的研究具有重要的實際意義。本文從理論上分析了非可展直紋面?zhèn)茹娂庸さ膸缀螌W原理,基于微分幾何中的等距映射的性質(zhì),對非可展直紋面五軸側(cè)銑加工的刀具路徑規(guī)劃進行了研究。主要內(nèi)容如下:1.應(yīng)用微分幾何曲線論和曲面論,討論了曲面之間關(guān)系與曲面自身特性的聯(lián)系,針對曲面之間的相互接觸,研究了曲面?zhèn)茹姷膸缀卧砑暗遁S矢量運動學并將其應(yīng)用于刀具包絡(luò)曲面運動學模型中。2.從刀具曲面與待加工曲面的接觸特性出發(fā),建立回轉(zhuǎn)刀具加工曲面的局部幾何模型,分析非可展直紋面?zhèn)茹娂庸さ脑硇哉`差;對葉片曲面及加工中其他重要曲面進行分析并對葉片進行NURBS表示;規(guī)劃銑削工藝,主要包括加工階段的劃分和加工刀具的選擇。3.對葉片五軸側(cè)銑過程進行刀具路徑規(guī)劃,提出基于曲率變化的走刀步長計算方法;針對圓柱銑刀,根據(jù)微分幾何等距映射下的極差不變性,構(gòu)建出設(shè)計曲面的等距面,以此為基準確定刀位,將刀具包絡(luò)面與設(shè)計曲面的誤差轉(zhuǎn)化到刀軸軌跡面和等距面的極差上,通過控制曲面之間的極差來達到減小加工誤差確定最終刀位的目的;針對圓錐銑刀,提出基于特征線偏置的刀位計算方法,以新的偏置面為基準對刀軸軌跡面進行優(yōu)化。4.分析多種加工方法引起的誤差,通過實例計算驗證本文所提算法的優(yōu)越性,其后通過加工仿真驗證其可行性,并評判其軌跡光順性。表明文中所建立的模型能減小加工誤差,且能在一定程度上提高加工效率,具有實際的借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：整體葉輪 五軸側(cè)銑加工 運動學 等距映射 刀具路徑規(guī)劃
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 引言11-12
• 1.2 選題背景及意義12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.3.1 復雜曲面發(fā)展現(xiàn)狀及整體葉輪的加工13-15
• 1.3.2 側(cè)銑加工刀具路徑規(guī)劃15-18
• 1.3.3 加工刀位干涉的處理18-19
• 1.3.4 整體葉輪葉片側(cè)銑加工的發(fā)展趨勢19-20
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容20
• 1.5 課題來源20
• 1.6 本章小結(jié)20-23
• 第2章 五軸側(cè)銑加工的微分幾何原理23-35
• 2.1 曲線的局部微分幾何23-26
• 2.1.1 參數(shù)曲線23-24
• 2.1.2 曲線的曲率和Frenet標架24-26
• 2.2 曲面的局部微分幾何26-29
• 2.2.1 參數(shù)曲面26-27
• 2.2.2 曲面曲線的主曲率及主方向27-28
• 2.2.3 曲面的切平面和法線28-29
• 2.3 側(cè)銑加工的幾何原理及其矢量運動學29-34
• 2.3.1 側(cè)銑加工概述29-30
• 2.3.2 曲面加工運動學模型30-31
• 2.3.3 矢量運動學31-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 側(cè)銑加工曲面分析和加工工藝規(guī)劃35-45
• 3.1 曲面分析35-40
• 3.1.1 葉片曲面性質(zhì)35-36
• 3.1.2 葉片曲面的NURBS表示36-38
• 3.1.3 加工涉及的其他重要曲面38-40
• 3.2 銑削工藝規(guī)劃40-44
• 3.2.1 側(cè)銑加工涉及的基本概念40-41
• 3.2.2 加工階段的劃分41-42
• 3.2.3 加工刀具的選擇42-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第4章 刀具路徑規(guī)劃研究45-59
• 4.1 刀具路徑規(guī)劃概述45-46
• 4.2 圓柱刀側(cè)銑加工葉片曲面的刀位規(guī)劃46-55
• 4.2.1 等距面的性質(zhì)46
• 4.2.2 走刀步長的確定46-48
• 4.2.3 初始刀位48-51
• 4.2.4 優(yōu)化刀位51-55
• 4.3 圓錐刀側(cè)銑加工葉片曲面的刀位規(guī)劃55-58
• 4.3.1 映射點和映射線55-56
• 4.3.2 基于特征線偏置的刀位規(guī)劃方法56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 葉片曲面五軸側(cè)銑誤差分析與加工仿真59-71
• 5.1 側(cè)銑加工誤差分析59-64
• 5.1.1 弓高誤差59
• 5.1.2 過切及欠切誤差59-60
• 5.1.3 實例的誤差計算與分析60-64
• 5.2 加工仿真64-69
• 5.2.1 模型的建立64-66
• 5.2.2 五軸側(cè)銑加工刀具路徑的生成66-68
• 5.2.3 五軸加工運動學仿真68-69
• 5.3 本章小結(jié)69-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 論文總結(jié)71-72
• 6.2 課題展望72-73
• 參考文獻73-79
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單79-80
• 致謝80

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：整體葉輪五軸側(cè)銑的刀具路徑計算方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：346949