圆柱坐标数控机床加工整体叶轮的运动学分析

摘要：

为研究一种叶轮加工的新方法,使其能够提高叶轮加工时机床的刚性,并且降低叶轮加工的成本.从机构学角度提出并分析了一种用于整体叶轮三轴联动数控加工的机床模型和运动模型.该机床由2个线性轴和1个转动轴组成,称为圆柱坐标数控机床.另外,该机床具有2个辅助轴用于调整主轴姿态,且加工过程中上述两轴被锁紧.通过遍历待加工叶轮叶片上选择的采样点,可寻找每个采样点对应的主轴姿态可行域空间,并可在所有可行域的基础上求解公共的可行域,进而可在此公共可行域中确定机床主轴的姿态.使用提出的算法求解该数控机床加工叶轮的运动,并在VERICUT软件中对某一叶轮进行了加工仿真以验证该圆柱坐标数控机床模型和相关算法.对于此叶轮,求出的机床可行的B”的值在”-5°,9°”之间,对应的C”的值在”-3°,3°”之间,使用圆环面刀具计算刀轨后在VERICUT中进行仿真,仿真结果表明95％的加工区域的欠切量在0.02 mm以内,即此方法可用于叶轮加工.使用该新型圆柱坐标数控机床加工叶轮的方案是可行的,且具有工业应用价值.

关键词：叶轮、机床、圆柱结构、运动学、可行域

所属期刊栏目：35

分类号：V263.1+3;TP391.7(航空制造工艺)

资助基金：Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education20111102110021;Technological Innovation Fund of Aviation Industry Corporation of China 2010E37220高等学校博士点专项科研基金20111102110021;中航工业技术创新基金2010E37220

在线出版日期：2014-09-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2364-2374