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、渦輪等的工作部件葉片，作為主要的動力裝置，它們在航空航天、發(fā)電、交通、水運等基礎(chǔ)行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。這類零件具有一些共同特點，如表面一般均為復雜自由曲面，造型困難，主要通過介質(zhì)在工作表面上的流動作用產(chǎn)生動力，另外，由于葉片造型和工藝的復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)控機床上完成。這類零件是生產(chǎn)活動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)濟效益、環(huán)境和

2、資源利用效率?？梢哉f，研究提高此類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，對促進經(jīng)濟發(fā)展、保護環(huán)境和提高資源利用效率具有積極的作用。
　　 本文在國家“863 ”課題“五軸聯(lián)動NC機床后置系統(tǒng)的開發(fā)”的資助基礎(chǔ)上，通過研究葉片零件的五軸聯(lián)動數(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，促進社會經(jīng)濟的發(fā)展。
　　 本文從理論入手，從流體動力學角度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)上提出研究該類零件的工作表面的流體流動特性及表面的流場和流動方向狀況的思路。結(jié)合上述研究成果，再分析此類零件數(shù)控加工的刀具軌跡的規(guī)劃理論和技術(shù)，探討建立流場與刀具路徑的對應(yīng)關(guān)系的理論，并提出相應(yīng)的刀位點計算和干涉檢測技術(shù)等。
　　 在后置處理技術(shù)方面，針對核心的機床運動求解算法，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，通過分析目前成熟的通用類型串聯(lián)機床的通用后置處理算法，研究了合作單位——北京機電院高技術(shù)股份公司（BMEI）XKH系列葉片加工中心結(jié)構(gòu)。通過求得坐標轉(zhuǎn)換矩陣，建立了針對此型結(jié)構(gòu)機床的運動求解算法。
　　 同時，在建立的后置處理算法的基礎(chǔ)上，利用Visual C++開發(fā)了相應(yīng)的后置處理系統(tǒng)原型軟件。
　　 最后，在北京機電院的支持和幫助下，現(xiàn)場通過蠟模試切和實際葉片切削，進行實際加工實驗和驗