基于球族包络的叶轮侧铣加工在线测量规划及误差补偿

发布时间：2017-09-08 20:26

  本文关键词：基于球族包络的叶轮侧铣加工在线测量规划及误差补偿

  更多相关文章： 整体叶轮 球族包络 在机测量 误差补偿

【摘要】：整体叶轮类复杂薄壁曲面零件在航天航空、船舶等领域上应用广泛,但整体叶轮叶片薄、叶片间隔小,在机械加工中属于难加工零件。五轴联动数控铣削加工效率高,是整体叶轮加工常用的方法之一。然而,加工中由于叶轮叶片弹性变形以及振动、摩擦等多种因素的影响产生加工误差,影响整体叶轮的加工精度。因此,整体叶轮类薄壁零件的加工误差测量与补偿是提高其加工精度的重要方法。传统的坐标测量机由于定位装夹等人为因素影响测量的准确度,在机测量近年来受到广泛重视,可以避免多次装夹引起的误差,具有较高的测量精度。五轴侧铣加工整体叶轮,不仅有由弹性变形等各种外界因素引起的误差,而且由于侧铣加工形成的是刀具包络面存在理论性误差,因此如何测量及补偿实际加工误差是一项非常有研究意义的课题。首先,本文对本课题组以往的研究成果进行整理,如复杂曲面侧铣加工的刀具路径规划方法及刀具球族包络面的表示方法等,作为本论文开展后期研究工作的理论基础。其次,依据侧铣加工复杂曲面的特点,为了通过对侧铣加工刀位优化来减小加工误差,本文对整体叶轮叶片的侧铣加工刀位进行了分析和优化。跟据刀具和测头与曲面的切点相一致的原理,提出基于球族包络理论的叶轮叶片在机测量路径规划算法。采用偏置方法得出叶轮侧铣加工刀位刀轴处的离散点,依据镜像补偿法将加工误差补偿到相应的刀轴离散点中,进而利用最小二乘法求解拟合生成新的侧铣刀位。最后,设计整体叶轮加工与测量实验方案。采用补偿前与补偿后的刀位生成的NC程序分别加工整体叶轮,并对叶轮叶片误差进行在线测量,对比测量结果验证本文所提出的基于球族包络的在线测量规划和补偿方法的正确性,叶轮加工误差得到有效的控制。
【关键词】：整体叶轮 球族包络 在机测量 误差补偿
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V263
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 复杂曲面在线检测系统发展10-11
• 1.2.2 在线测量路径规划研究现状11-12
• 1.2.3 在线测量误差补偿研究现状12-13
• 1.3 本文的主要研究内容13-14
• 1.4 论文章节安排14-16
• 第2章 侧铣整体叶轮的刀位优化处理与工艺分析16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 侧铣加工刀位路径优化处理16-21
• 2.2.1 概述16-17
• 2.2.2 基于球族包络侧铣加工整体叶轮刀位路径优化分析17-21
• 2.3 整体叶轮的数控侧铣加工工艺分析21-23
• 2.3.1 整体叶轮加工工艺阶段划分21-22
• 2.3.2 整体叶轮毛坯材料的选择22
• 2.3.3 整体叶轮侧铣加工刀具选择22-23
• 2.3.4 叶轮数控加工切削参数及加工余量的选择23
• 2.4 本章小结23-25
• 第3章 基于球族包络的整体叶轮在机测量路径规划25-32
• 3.1 引言25
• 3.2 整体叶轮叶片曲面在机测量规划原理与算法25-28
• 3.2.1 叶轮叶片在机测量规划原理25
• 3.2.2 整体叶轮叶片曲面在机测量规划算法25-28
• 3.3 整体叶轮造型与测点规划案例28-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第4章 叶轮侧铣加工误差补偿与刀位调整32-40
• 4.1 引言32
• 4.2 加工误差补偿策略32-33
• 4.2.1 实时控制法33
• 4.2.2 离线控制法33
• 4.3 整体叶轮误差补偿与刀位调整方法33-39
• 4.3.1 单次镜像误差补偿与多次循环镜像补偿34-35
• 4.3.2 叶片曲面侧铣刀位调整补偿误差35-39
• 4.4 本章小结39-40
• 第5章 整体叶轮侧铣加工与在线测量及补偿实验验证40-52
• 5.1 引言40
• 5.2 整体叶轮加工实验40-44
• 5.3 整体叶轮叶片误差测量与补偿实验44-51
• 5.4 本章小结51-52
• 第6章 总结与展望52-54
• 6.1 总结52-53
• 6.2 展望53-54
• 参考文献54-58
• 致谢58-59
• 攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文59

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