汽轮机叶片数控加工直接插补算法研究

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1、2010年5月机床与液压Mav20l0第38卷第9期MACHINET0OL&HYDRAULICSV01．38No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．09．008汽轮机叶片数控加工的直接插补算法研究韩庆瑶，唐月夏，乐英(华北电力大学机械工程系，河北保定071003)摘要：汽轮机叶片是高精度的复杂零件，其大多数插补采用线性和圆弧插补，但许多成熟的非均匀有理B样条插补算法仍未应用于汽轮机叶片。针对汽轮机叶片高速精密加工的要求，探讨了恒进给速度插补、限定弓高误差的自动调节进给速度插补、等弓高误差插补和

2、基于冗余误差控制插补4种非均匀有理B样条插补算法，从加工精度、进给速度以及加工效率3个方面对上述4种算法进行比较。仿真结果表明，基于冗余误差控制插补算法是最适合汽轮机叶片加工的插补算法。关键词：汽轮机叶片；插补算法；非均匀有理B样条；误差中图分类号：TIB91文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)9—026—3DirectInterpolationAlgorithmforStreamTurbineBladeNCMachiningHANQingyao，TANGYuexia，YUEYing(DepartmentofM

3、echanicalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，BaodingHebei071003，China)Abstract：Streamturbinebladeisahigh—precisionandcomplexparts，butmostarestillusinglinearandcircularinterpolation，andmanymaturenon-uniformrationalB-splineinterpolationalgorithmshavenotbeenus

4、edinstreamturbinebladeyet．Forthere—quirementsofhigh-speedandhighaccuracymachining，fourkindsofnon—uniformrationalB—splineinterpolationalgorithms，thecon-stantfeedrateinterpolationalgorithm，theadaptivefeedrateinterpolationalgorithmwithconfinedchord—eIr0r，theequalchord-e

5、rrorin-terpolationalgorithmandtheinterpolationalgorithmbasedonredundancyerrorwerestudied，thefourkindsofalgorithmswerecorn-paredfromthreeaspectsofmachiningaccuracy，feedrateandprocessingeficiency．TheoptimalinterpolationalgorithmfortheprocessofthestreamturbinebladeWasgo

6、tbysimulation．Keywords：Streamturbineblades；Interpolationalgorithm；Non—uniformrationalB—spline；Error汽轮机叶片作为汽轮机重要的组成部分，对其数加工时间越短，加工效率就越高。等弓高误差插控加工的质量和效率有很高的要求。同时汽轮机叶片补算法令弓高误差等于最大限定误差，所跨步距最是一种典型的具有复杂曲面的零件，在进行加工时，长，进给速度最快，加工效率最高。基于冗余误差控要求其建模准确可靠，造型曲面光滑连续、易于修制的插补算法根据零件的几何

7、形貌和限制的弓高误差改。近年，在汽轮机叶片的数学建模中，引入非均匀控制进给速度，减少误差冗余，提高加工效率。有理B样条理论代替了传统的数学建模方法，得到1理论基础了很好的造型曲面。但是对汽轮机叶片的插补算1．1非均匀有理B样条曲线的几何定义法仍然是传统的线性和圆弧插补，CAD／CAM系统不一条NURBS曲线可以被定义为：得不按照要求的精度将参数曲线离散成大量的微小线_∑ⅣI，(u)C段后传达到CNC中进行加工。这样处理会生成大量P(Ⅱ)=——一=荟cR(u)乏Ⅳl，(u)⋯的数控代码数据，降低加工的质量和效率。而对非均匀有理B样

8、条已经提出了许多的插补算法，并克Ri,k()：(1)服以上缺点，实现了实时直接插补。l∑Ni，()在零件加工过程中，进给速度是影响加工质量的其中，C(i=0，1，⋯，n)为控制顶点，相应的权关键因素，为保证加工零件的表面质量，通常采用恒因子(=0，1，⋯，17,