整体叶轮的五坐标高速数控加工技术的研究.pdf

题目：整体叶轮的五坐标高速数控加工技术研究 作者：李明 导师：王细洋 教授 学位：硕士 学校：南昌航空大学 摘 要 整体叶轮是一种典型的五坐标加工零件，应用于航空、汽车、能源等多种领域，其 工艺特点是零件曲面复杂，叶片较薄，叶片之间的表面干涉状况明显，加工难度大，精 度要求较高。本文针对整体叶轮五坐标加工工艺和编程中的几项问题进行了研究和探 讨，提出了几种行之有效的方法，使加工效率获得提高。主要工作内容如下： 讨论了利用B 样条插值生成曲面的原理和方法，并在UG/OPEN GRIP 编程环境下 进行B 样条插值来完成整体叶轮的曲面建模，提高叶轮建模的效率。 针对叶片加工过程中矢量变化比较复杂而且极易造成刀具干涉等难点，提出了一套 符合双点偏置法的刀轴矢量控制方法，使得直纹面叶片的加工效率大大提高，而且降低 了加工过程中刀轴与工件发生干涉的可能性。 探讨了双转台五坐标机床的运动学原理和后置处理的坐标值算法，并且在此基础上 根据机床运动学原理推导了 M114 和 M128 的自动偏置轴补偿指令的偏置轴补偿的算 法原理。综合考虑MIKRON UCP 600Vario 型数控机床的特殊性和HEIDENHAIN i530 数控系统特点，利用UG/Post Builder 后处理编辑器，编制了两套相互对应的专用后置 处理程序。 针对整体叶轮类零件的五坐标加工定位的复杂性及易干涉性，通过对机床运动学和 主要加工参数以及工件特点的探讨，结合数控代码和刀尖位置点的分析，设计出一套以 “一面两孔”为定位方案，充分考虑刀具加工干涉情况及整体刚性的专用夹具。 I 最后，通过零件的实际加工，验证了上述方法的可行性和有效性。 关键词：整体叶轮 五坐标加工 数控编程 后置处理 专用夹具 II Abstract Integral impeller is a traditional 5-axis machining parts, and is widely used in the areas such as aviation, automobile and energy industry, whose process characteristic is that the part curved surface is complicated, the blade is more infertile and the interference situation is obvious between the blade outside. Therefore, its machining process is much more difficult and the accuracy request is higher as well. Several problems of the integral impeller 5-axis in machining handicraft and programming are studied and discussed in this paper. Some effective related processing methods are brought forward in the thesis in order to increase the machining productivity. The main contents are as follows: The principles and methods of generating a curved surface using B-spline interpolation have been discussed. And under the UG/OPEN GRIP programming surrounding, carry out B-spline interpolation to make the integral impeller cur