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整体叶轮侧铣数控加工刀位轨迹生成新方法

1 引 言叶轮作为航空、航天的关键部件 ,其质量直接影响其空气动力性能和机械效率。若采用球头铣刀进行点切削 ,不仅加工效率低 ,而且加工表面的一致性差 ,表面硬化严重。若采用数控侧铣的方法不仅可以提高加工质量 ,而且可以提高加工效率。因此 ,叶轮的数控侧铣加工一直是研究的焦点[1~ 3] 。侧铣加工时 ,如果铣刀一次走刀形成叶片曲面 ,则工艺性最好。如果一次走刀产生的曲面不符合加工要求 ,可分片进行 ,用多块曲面拼出所需要的曲面。每个曲面片可近似用直纹面来表示 ,刀轴运动曲面即是该直纹面的斜等距曲面[4 ] 。运用斜等距曲面的基本原理 ,可快速地计算出刀位轨迹。整体叶轮是指轮毂和叶片在同一毛坯体上。加工整体叶轮的工艺过程为 :(1)在锻压件毛坯体上车削加工出回转体的基本形状 ;(2 )气流通道的开槽加工 ;(3)气流通道的扩槽加工 ;(4 )叶片的精加工。其中叶片精加工不仅关系到叶片的加工质量 ,从而影响叶轮的力学性能 ,而且该...  (本文共3页) 阅读全文>>

东北大学
东北大学

涡轮分子泵整体转子的CAD/CAM研究

涡轮分子泵是一种高速旋转的精密动量传输式真空泵,涡轮转子是涡轮分子泵的心脏,是决定整机抽气性能的关键部件之一。涡轮转子叶片制造质量及其型面的准确性对整机的安全、可靠、经济运行有着巨大的影响。涡轮转子在结构上主要体现在叶轮个数较多,分布比较密集,因而在涡轮转子的设计和加工上,技术要求十分高。长期以来,传统的涡轮转子都是先加工单级转子叶轮,然后将各级转子叶轮组装起来后实现的,这样的转子动平衡量大,拆卸后需要重新进行动平衡。近年来,分子泵制造业一直探索采用五轴联动数控加工技术加工整体转子。在叶片数控加工时,若采用试加工来验证和修改加工程序,会致使加工效率较低、成本较高。而数字化加工仿真技术可以在计算机上模拟出机床运动和零件切削的全过程,是解决这类问题的最有效手段。本文从涡轮分子泵抽气原理和结构特点出发,结合优化设计方法,优化组合叶片的几何参数,然后基于UG CAD系统建立整体结构的涡轮转子几何模型。在分析了整体转子的结构后,从五轴数控...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
北京交通大学

整体叶轮铣削加工弹性变形预测及误差补偿研究

整体叶轮采用一体式结构,不仅可以减少发动机的零件数量,而且在很大程度上提高了发动机的性能,因此在航空、航天领域得到了广泛应用。整体叶轮通常是利用多轴联动数控铣削方法加工成型。由于整体叶轮的叶片多为薄壁结构,所以在数控铣削过程中易受到切削力作用发生弹性变形,进而产生加工误差。薄壁叶片加工误差控制一直以来都是实现整体叶轮精密加工的关键和难点。加工过程物理仿真技术的出现和不断发展为解决上述问题提供了有效手段,但尚有许多研究工作亟待开展。为此,本文围绕提高整体叶轮薄壁叶片加工精度问题,对整体叶轮几何造型实现、无干涉刀位轨迹生成、多轴变工况条件下铣削力预测、自由曲面薄壁叶片弹性变形量计算以及加工误差补偿方法等内容进行了深入研究和探讨。对整体叶轮几何造型实现以及刀位轨迹生成方法进行了研究,为后续研究工作的开展奠定了基础。基于B样条技术给出了曲面延伸、曲面偏置、曲面裁剪、曲面间圆角过渡的实现算法,用于完成整体叶轮的几何造型。在此基础上,进行了...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

《现代制造技术与装备》2016年08期
现代制造技术与装备

复杂整体叶轮数控加工关键技术研究

现实生活中,整体叶轮装置在各行各业中都得到了应用。而在航空发动机等复杂的机械设备中,整体叶轮装置的构造也较为复杂,且这些装置都对数控加工有着较高的精度要求。为满足这些零部件的加工要求,编程人员通常会使用一些数控加工关键技术进行零部件加工设计。因此,有必要对复杂整体叶轮数控加工关键技术展开研究,从而为有关研究的开展提供一些指导。1复杂整体叶轮的数控加工特点及流程1.1加工特点对复杂整体叶轮进行数控加工,需要采取数字信息控制技术和相应的数控加工方法实现对结构复杂、精度要求高、型号产量少和零件种类多样的整体叶轮的自动化和高效化加工。所以,从加工特点上看,该种零部件的加工具有高精度和高速的特点。在加工叶轮的过程中,由于叶片较薄,所以较容易出现刀变形的问题,从而影响加工质量。同时,由于整体叶轮的叶片具有较大的扭曲度,所以其刀轴矢量计算较为复杂。此外,整体叶轮的叶片间隔较小,且叶高较大,因此也将给数控加工带来一定的困难。为克服这些问题,在加...  (本文共2页) 阅读全文>>

《制造技术与机床》2015年05期
制造技术与机床

某航空整体叶轮五轴加工关键技术研究

航空工业是一个国家综合国力的象征,其核心技飞机的核心是发动机的话,那么发动机的核心就是叶术是发动机技术。航空发动机已成为一个国家科技水轮叶片。所以叶轮叶片加工技术的研究,对航空制造平、军事实力和综合国力的重要标志之一。据统计,航业的发展有着重要的意义。整体叶轮按气流的运行方空发动机中80%的零部件都是叶轮和叶片。如果说式分为轴流式叶轮和离心式叶轮。轴流式叶轮工作时,空气的流动方向与轴线方向平行,主要给飞行器提 片根部或流道面。并通过刀具的横向平移进给加工出供向前运动的动力;而离心式叶轮工作时,空气的流动 复杂表面几何形状。插铣法加工效率高,加工时间短,方向远离轴线方向,主要给飞行器提供向上升的动力。更适合整体叶轮这类去除量大的复杂工件的粗加工。本文要介绍的是轴流式航空整体叶轮的加工,如对于这种插铣加工,插铣刀轨布局一直是其加工的难图1所示。该整体叶轮基本参数及技术要求为:铝合点。本文介绍的叶轮加工既用到点铣法,也用到侧金扭曲叶片...  (本文共4页) 阅读全文>>

《科技风》2014年15期
科技风

复杂整体叶轮数控加工关键技术研究

在现实生活中,人们偶尔可以观察到整体叶轮装置,例如:在发动机的内部构造中。在实际成产领域,整体叶轮是航空发动机及各类透平机械的关键部件。随着发动机性能检测标准的逐渐提升,整体叶轮的形状也日趋复杂。从目前的生产状况来看,整体叶轮的形态特点为:叶片薄,扭曲大,叶片间隔小等等。可见,这样的制造标准给整体叶轮装置的加工过程增加了困难。与此同时,国内相关领域对于复杂整体叶轮数控加工关键技术的研究也在进行,以期将研究成果应用在实践过程之中,改善数控加工的能效。在诸多的研究内容当中,五坐标数控铣削加工柔性好,加工效率高,适用广泛,是复杂整体叶轮加工过程中较为常用的手段之一。1国内外相关领域对复杂整体叶轮数控加工关键技术的研究分析1.1浅析整体叶轮数控加工技术沿革复杂整体叶轮数控加工关键技术的实施是在各项传统加工技术基础上开发而来。传统的整体叶轮数控加工技术有刀具轨迹规划技术等,这些技术的应用在一段时间内能够提升部件加工的效率。但随着整体叶轮装...  (本文共1页) 阅读全文>>

《苏州大学学报(工科版)》2005年04期
苏州大学学报(工科版)

小型钛合金整体叶轮的智能制造方法

0引言对于现代制造系统,人们有不同的理解。现代制造系统在不同国家、不同企业、不同行业,即不同的环境下有不同的内涵。就是在同一环境下,也有不同的层次。针对我国制造业的发展现状,近几年研究和推广的重点应该是智能制造技术、制造单元技术,如数控技术和加工单元、柔性制造单元。在一个先进的制造系统中,人和机器承担的角色不同。人的特点是处理随机、突发事件的应变能力,模糊推理能力,判断力和创造力较强,而机器则适合于做繁重、危险、重复、精确控制、程序化的各种体力和运算工作,速度快而且精度高。只有正确确定系统自动化的程度及人与机器间的合理分工,才能使先进制造系统既经济又安全可靠。图1智能制造系统的结构框图1智能制造系统的构成框架智能制造系统是在生产现场谋求智能化机械和人相互融合的同时,有效利用一切知识性活动,通过知识库、数据库、计算机和通信网络,柔性地把企业从订货、设计、生产到销售的全部活动集成起来,力求整体效率提高的生产系统。智能制造系统的结构见...  (本文共3页) 阅读全文>>