烟气轮机叶片五轴联动数控加工过程的研究

发布时间：2017-09-28 00:34

  本文关键词：烟气轮机叶片五轴联动数控加工过程的研究

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【摘要】：烟气轮机叶片是一种典型复杂曲面零件,加工难度大,其传统的加工方式是在三轴数控机床上先粗加工过后再进行打磨、抛光等方式精加工,这种加工方式不仅耗时耗力而且加工出来的曲面达不到精度及质量要求。目前,将多轴联动数控加工技术和复杂曲面高性能精密加工技术结合,加工出高质量、高精度、高性能的烟气轮机叶片已经成为了行业趋势。因此,对此加工过程的研究具有非常重要的理论指导意义和工程实践意义。本文以烟气轮机动叶片的加工为研究对象,通过对动叶片的加工工艺规划、刀具路径规划以及自动编程过程等关键技术的研究,深入探讨了将五轴联动数控机床应用于加工复杂曲面类零件的过程。本文的主要内容以及结论包括以下几点:(1)解决了如何针对工件和特定机床的特点,选定最优的切削参数,从而在加工中使机床性能得到最大限度的发挥,加工效率得到最大限度的提高的问题;(2)完成了烟气轮机动叶片五轴联动数控加工的无干涉刀具路径规划过程,给出了五轴端铣加工路径计算的方法,提出了利用基于参数映射的等参数法来设计动叶片半精加工和精加工路径的具体过程,设计了动叶片粗加工的刀具路径;(3)完成了烟气轮机动叶片的CAD曲面造型过程以及动叶片的CAM自动编程过程,得到了优化后的五轴联动数控加工NC程序,并在MAZAK Integrex100-Ⅳ型五轴联动数控加工机床上进行加工试验验证,取得了良好的效果。
【关键词】：五轴联动 烟气轮机叶片 刀具路径规划 自动编程
【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8-9
• Abstract9-13
• 第1章 绪论13-19
• 1.1 课题研究意义13-14
• 1.2 国内外文献综述14-17
• 1.2.1 烟气轮机叶片加工技术发展现状14-15
• 1.2.2 五轴联动数控加工技术的国内外研究现状15-17
• 1.3 论文主要研究内容及章节安排17-18
• 本章小结18-19
• 第2章 基于UG的烟气轮机动叶片参数化建模19-24
• 2.1 UG参数化建模概述19-20
• 2.2 烟气轮机动叶片截面参数的确定20-22
• 2.2.1 截面模板的建立20-21
• 2.2.2 动叶片的Excel表参数化21-22
• 2.3 基于UG的烟气轮机动叶片参数化建模22-23
• 2.3.1 动叶片各截面空间位置确定22
• 2.3.2 动叶片空间曲面生成22-23
• 2.3.3 叶根的建模23
• 本章小结23-24
• 第3章 烟气轮机动叶片五轴联动加工工艺方案规划24-36
• 3.1 五轴数控加工原理24-25
• 3.2 烟气轮机动叶片数控铣削加工工艺制定25-30
• 3.2.1 机床的选择25-26
• 3.2.2 加工刀具的选用26-28
• 3.2.3 加工进给路线的选择28-30
• 3.3 切削参数的选择与优化30-35
• 3.3.1 切削参数选择原则30-31
• 3.3.2 切削参数优化数学模型31-33
• 3.3.3 切削参数优化方法33-35
• 本章小结35-36
• 第4章 烟动叶片五轴数控加工刀具路径计算36-49
• 4.1 五轴加工端铣刀具路径计算方法36-43
• 4.1.1 铣削刀具的统一描述36-37
• 4.1.2 刀触点和刀位点的定义37-38
• 4.1.3 刀具姿态的定义38-39
• 4.1.4 走刀步长的计算39-40
• 4.1.5 加工行距的计算40-43
• 4.2 基于参数映射的等参数加工路径设计43-46
• 4.2.1 参数映射的基本原理43-44
• 4.2.2 曲面上相邻轨迹的对应刀触点计算44-45
• 4.2.3 基于参数映射的等参数加工路径45-46
• 4.3 动叶片叶身粗加工刀具路径设计46-47
• 4.4 五轴联动加工干涉检查与处理47-48
• 本章小结48-49
• 第5章 基于UG的动叶片五轴数控自动编程过程49-59
• 5.1 UG NX 6.0 数控铣削加工功能49-50
• 5.2 烟气轮机动叶片加工工艺归纳50
• 5.3 烟气轮机动叶片UG加工自动编程过程50-56
• 5.3.1 粗加工工序51-53
• 5.3.2 半精加工工序53-54
• 5.3.3 精加工工序54-55
• 5.3.4 清根加工工序55-56
• 5.4 烟气轮机动叶片刀位文件的UG/Post Builder后处理过程56-58
• 5.4.1 后处理的主要任务56-57
• 5.4.2 UG/Post Builder后处理开发方法57
• 5.4.3 烟气轮机动叶片五轴联动NC程序生成57-58
• 本章小结58-59
• 结论与展望59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 附录 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：932852