叶片复杂曲面磨抛加工路径规划算法研究

发布时间：2017-11-11 07:16

  本文关键词：叶片复杂曲面磨抛加工路径规划算法研究

  更多相关文章： 叶片自由曲面 曲面建模 轨迹规划算法 运动学 加工仿真

【摘要】：作为航空发动机的重要核心零件,叶片型面复杂且种类繁多、加工难度较大。良好的加工精度与加工质量对航空发动机整体性能的发挥有着重要影响。当前,叶片类自由曲面的造型设计技术比较成熟,但此种复杂曲面加工制造技术的发展稍显落后。对于精密磨抛叶片复杂曲面加工路径规划算法的研究,是自由曲面造型设计与多轴联动磨抛曲面编程技术之间的媒介,为提高我国精密加工技术,助推航空航天事业及机械制造产业的蓬勃发展提供源动力。本文通过应用逆向工程软件对叶片型面上采集到的点云数据进行预处理,重构出叶片三角网格模型;为了有效解决模型精度与文件尺寸的矛盾,本文提出了一种局部精度补偿算法,可提高叶片截面轮廓曲线生成过程的计算效率;并重建了已优化模型文件的拓扑结构,采用分组排序和对边求交的分层算法,通过调整截取方向获取横、纵两向叶片截面轮廓曲线。针对曲面加工中刀具路径拓扑结构进行分析,本文提出了旋转磨抛和分片磨抛两种加工策略。旋转磨抛即通过设置横截面上数据点作为控制顶点,并基于三次均匀B样条拟合出磨抛轨迹曲线。基于曲率分析方法,对光顺的轮廓曲线采用等弦高算法进行离散。根据离散的磨抛触点求解出刀轴矢量,最终得到刀位点数据。由于叶片扭曲使大曲率曲面无法规划,采用分片磨抛策略规划加工路径。对横、纵两向截点重新进行筛选,连接后得到了叶盆等小曲率曲面磨抛轨迹。对于叶片排气边等大曲率曲面的加工技术难点,重构参数域曲面,二次规划磨抛轨迹。针对多轴联动叶片磨抛机床结构(B-A型),建立机床运动学模型并进行运动学逆解,求解出磨抛加工叶片时机床各个轴的运动量。对加工方向一致性、磨抛轨迹连续性问题进行研究,最终利用VERICUT进行仿真验证。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V263

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本文编号：1170354