烟气轮机动叶片曲面五轴加工技术研究

发布时间：2017-04-16 04:22

  本文关键词：烟气轮机动叶片曲面五轴加工技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：动叶片作为烟气轮机的核心部件,其加工质量对设备的运转效率和工作性能都具有决定性的影响。由于叶片材料的特殊性及叶身曲面的复杂性,导致叶片的加工精度很难保证,这就对加工方法、设备、工艺方案等提出了更高的要求。五轴加工技术作为自由曲面加工的不二之选,非常适于完成叶片的高效、高精度加工。本文在对目前叶片常用的加工方法及实际加工技术难题进行分析的基础上,重点对烟气轮机动叶片五轴加工技术及加工中所涉及到的曲面造型、工艺参数确定、刀具路径规划及后置处理等内容展开研究。首先,依据NURBS曲线曲面造型技术在MATLAB上实现叶片截面型线的B样条拟合,并用Solidworks完成了叶片的建模。之后,通过对叶片五轴加工工艺的理论分析,确定叶片的毛坯、加工方案、加工设备、切削刀具及加工工序和余量等各项工艺参数。考虑到刀具轨迹计算是五轴加工技术的关键部分,文章对五轴加工刀具轨迹计算中的走刀步长计算、加工行距确定、刀轴矢量控制及干涉问题的检测和处理等关键问题进行了大量的研究,并在PowerMill软件上完成叶片的刀具路径计算。为了得到可以直接用于实际加工的数控程序,文章进一步对刀具摆动/工作台旋转型五轴机床的运动变换后处理算法进行研究,并得出机床各轴的运动计算公式;最后利用PM-Post后处理管理工具编制了针对MAZAK INTEGREX 100-ⅡSY的后处理机床选项文件,并对前置处理生成的刀具轨迹完成后处理计算。
【关键词】：五轴加工技术 叶片曲面 加工工艺 刀具轨迹 后处理
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-11
• 第1章绪论11-17
• 1.1 课题研究意义11-12
• 1.2 叶片的常见加工方法及技术难题12
• 1.3 五轴联动数控加工关键技术的研究12-15
• 1.3.1 叶片曲面造型技术的研究现状13
• 1.3.2 叶片五轴加工刀具轨迹规划13-15
• 1.4 论文主要研究内容和章节安排15-17
• 第2章 叶片的曲面造型与建模17-24
• 2.1 叶片曲线曲面造型理论17-20
• 2.1.1 NURBS的定义及其性质17-18
• 2.1.2 非均匀B样条曲线NURBS的反算18-20
• 2.2 叶片曲线曲面造型20-23
• 2.2.1 叶片截面型线建模21
• 2.2.2 叶片型面建模21-22
• 2.2.3 叶根及其它部位建模22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第3章 叶片型面加工工艺分析24-34
• 3.1 毛坯的选择24-25
• 3.2 叶片型面的加工方案确定25-26
• 3.2.1 叶片五坐标加工的特点25-26
• 3.2.2 叶片型面加工方案分析26
• 3.3 加工设备选择26-29
• 3.4 加工刀具选择29-32
• 3.4.1 刀具种类的选择29-30
• 3.4.2 刀具材料的确定30-31
• 3.4.3 刀具尺寸的确定31-32
• 3.5 加工工序及余量规划32
• 3.6 本章小结32-34
• 第4章 叶片型面五轴加工刀具路径计算34-51
• 4.1 多轴数控加工刀具轨迹生成基本理论34-36
• 4.1.1 基本概念34-35
• 4.1.2 刀具轨迹生成方法35-36
• 4.2 刀具轨迹计算36-42
• 4.2.1 走刀步长的确定37-39
• 4.2.2 加工行距计算39-41
• 4.2.3 刀轴矢量控制41-42
• 4.3 干涉现象分析及处理42-44
• 4.3.1 全局干涉处理42-43
• 4.3.2 局部干涉处理43-44
• 4.4 基于PowerMill实现刀具路径规划44-50
• 4.4.1 PowerMill软件简介44-45
• 4.4.2 烟气轮机动叶片刀具路径计算过程45-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 后置处理研究51-58
• 5.1 后置处理基本理论51-52
• 5.2 机床运动计算52-55
• 5.3 后置处理系统的应用55-57
• 5.4 小结57-58
• 结论与展望58-60
• 1. 结论58
• 2. 展望58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录65

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本文编号：310006