圆锥刀侧铣整体叶轮叶片曲面的刀轴轨迹规划.pdf

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1、第2O卷第5期计算机集成制造系统V01．20No．52014年5月ComputerIntegratedManufacturingSystemsMav2014DOI：10．13196／j．cims．2014．05．yanchanggang．1114．7．20140514圆锥刀侧铣整体叶轮叶片曲面的刀轴轨迹规划阎长罡，施晓春，邓晓云(大连交通大学机械工程学院，辽宁大连l16028)摘要：针对圆锥刀侧铣加工整体叶轮叶片曲面中复杂的刀轴轨迹规划问题，提出一种可行的刀轴轨迹生成方法。该方法首先根据两点偏置法给出初始的刀轴面，然后利用圆

2、锥面的几何性质调整优化刀轴位置，“强制”刀具面与叶片曲面每瞬时线接触，建立以刀轴位置为变量的刀具面上多点与叶片曲面相切的超定方程组，并用最小二乘法求解。利用共轭曲面的数字仿真原理，以叶片曲面为基准面，以其上发出的标杆射线为纽带，建立刀具包络面与叶片曲面之间的误差计算模型，并给出加工干涉的判定依据。实例计算表明，刀轴优化后的包络误差显著降低，验证了所提方法的有效性。关键词：圆锥刀；侧铣；叶轮叶片；刀轴轨迹规划；共轭曲面；数字仿真中图分类号：TH161．12文献标识码：AFmifeaxistrajectoryplanningfo

3、rintegralimpellerbladecurvedsurfaceofconicaltoolflankmillingYANChanggang，SHIXiao-chun，DENGXiao-yun(DepartmentofMechanicalEngineering，DalianJiaotongUniversity，Dalianl16028，China)Abstract：Aimingatthecomplicateknifeaxistrajectoryplanninginintegralimpellerbladecurvedsu

4、rfaceofconicaltoolflankmilling，afeasibleknifeaxistrajectorygenerationmethodwasproposed．Thismethodwasdividedintotwosteps，theinitialknifeshaftsurfacewasproposedaccordingtothetwo-pointsoffsetmethodinthefirststep；theknifeshaftpositionwasoptimizedbyusinggeometryproperti

5、esofconicalsurfaceinthesecondstep．Throughforcingtheeachinstantaneouscontactoftoolsurfaceandbladesurfaceline，anoverdeterminedsystemofthetoolsurfacemulti—pointtangenttobladesurfacewithknifeshaftpositionasvariablewasestablished，andtheleastsquaremethodwasusedtOsolvethi

6、sequationsystem．AccordingtOthedigitalsimulationprincipleofconjugatesurface，theerrorcalcu—lationmodelbetweenthecutterenvelopesurfaceandthebladesurfacewasbuiltbyusingthebladesurfaceastheda—tumplaneandthebenchmarkingrayasalink．Thedecisionbasisformachininginterferencew

7、asalsogiven．Theex—ampleshowedthattheenvelopeerroroftheknifeshaftwassignificantlyreducedafteroptimization，andtheeffective—nessoftheproposedmethodwasalsoproved．Keywords：conicaltool；flankmilling；impellerblade；knifeshafttrajectoryplanning；conjugatesurface；digitalsim—ul

8、ation化大，叶片之间相互遮掩，使制造难度增大I，因此0引言对叶轮制造技术的研究也一直是透平机械制造业中叶轮是透平机械中的关键部件，其质量直接影的重要课题。目前，随着对叶轮加工精度和效率要响整机的工作性能和效率，因此称为此类机械的“心求的提高，叶轮的点接触加工方法正逐渐被淘汰，取脏”部件