整体叶轮插铣粗加工刀具轨迹规划研究

本文针对半开式离心整体叶轮,提出了一种基于回转特征的流道插铣粗加工刀具轨迹规划方法。首先通过分析叶轮几何结构,构造粗加工可行域和沿流向均匀分割流道的圆锥截面族;然后由该圆锥截面族与叶片型面偏置面的交线确定边界刀位点数据;最后基于等分思想推导了刀心点及相应的刀轴矢量插值算法。通过UG/CAM模块的二次开发,实现了该算法的计算机集成,利用VERICUT软件对后置处理得到的NC代码进行了仿真,验证了该方法的可行性。     

椭圆形深腔插铣粗加工的优化

对于难加工材料,插铣法不失为一种高效实用的切削加工方法。该方法尤其适合于粗加工和半精加工。在化工行业换热器制造过程中经常遇到椭圆形腔的加工,为此在研究了利用宏程序编程插铣加工矩形和圆形深腔的基础上,针对椭圆深腔插铣加工时插铣孔中心的几种定位方法的比较研究,提出了一种优化高效的插铣孔定位计算方法。同时给出了插铣加工椭圆深腔的加工实例和宏程序的编制工艺。     

整体叶轮五轴数控插铣加工刀位轨迹生成算法研究

为了提高整体叶轮粗加工效率和质量,提出了一种整体叶轮五轴插铣加工刀位轨迹的计算方法。根据整体叶轮的几何特征和插铣特点,定义与叶轮轴线垂直的截平面族,构造截平面与叶片型面交线的单侧包络直线族,作为边界面加工刀位,在边界面刀位之间插值,得到整个流道的插铣加工刀位轨迹。运用UG/Open API开发了整体叶轮插铣加工软件模块,最后通过实例验证了所提出的方法是有效的。     

数控插铣二元叶轮的工艺方法

简要介绍了大直径、宽深流道二元流叶轮的一种高效数控加工方法——插铣法。指出该工艺的优缺点，阐述了刀具的选择、走刀及编程。     

开式整体叶盘通道插铣粗加工技术的研究

针对整体叶盘等复杂结构件，从锻造毛坯到最终零件加工成形，需要切除大量的多余材料的问题，提出了一种开式整体叶盘通道的五坐标插铣粗加工方法。利用直纹面逼近叶型曲面，进而确定通道粗加工区域的边界轮廓；通过连接刀心轨迹线和刀轴驱动线上的对应点，规划插铣粗加工叶盘通道时的刀具轨迹。加工实践表明，利用插铣方式，可以有效避免粗加工过程中的振动现象，开式整体叶盘的粗加工效率提高50%以上。     

直纹面叶轮插铣加工关键技术

为提高整体叶轮的粗加工效率,弥补目前商用计算机辅助制造软件在五坐标插铣加工能力方面的不足,研究了直纹面叶轮五坐标插铣加工的关键技术。根据直纹面叶片的偏移边界矢量,利用四元数插值方法计算插铣加工的刀轴矢量,提出并推导了五坐标插铣加工的行距和步距计算公式,保证了插铣加工的材料去除率和加工效率。依据上述算法自主开发了整体叶轮五坐标插铣加工专用计算机辅助制造软件,并对该软件生成的刀具轨迹进行了仿真和实际加工验证。结果证明,该方法在一定程度上提高了叶轮零件的粗加工效率。     

直纹面叶轮变轴插铣粗加工区域划分方法研究

为了在三元叶轮变轴插铣粗加工中更合理的划分加工区域、选择刀具,根据离心式三元叶轮轴盘叶间展向距离小于盖盘叶间展向距离的特点,提出两种采用平头刀变轴插铣粗加工区域划分及刀具尺寸计算方法。两种方法分别以叶轮进口轴盘叶间展向距离和出口轴盘叶间展向距离为基准递推各加工区域的分界面及相应刀具尺寸,并给出了相应的刀位计算方法。最后,针对一算例采用两种方法进行了加工区域划分、刀具尺寸计算,并分别进行了刀位计算、加工仿真和加工时间计算。对于不同的叶轮,由于尺寸的差别,需分别采用两种方法进行计算,选择较好的方法。     

基于NURBS插补的整体叶轮数控加工

在对比分析NURBS曲线插补技术和传统数控机床采用的插补方法特点的基础上,说明了NURBS曲线插补技术在曲面加工方面的优越性.进而对整体叶轮的叶片采用非均匀有理B样条（NURBS）进行曲线、曲面拟合,对整体叶轮数控加工工艺进行了规划,实现了NURBS插补方式的整体叶轮数控加工。     

型腔转角插铣粗加工方法

插铣是一种高效的粗加工方法。根据型腔转角面的几何特性,提出了无干涉插铣刀轴方向的算法;根据转角面几何信息和前一把加工刀具参数信息,实现插铣加工区域计算。在两者基础上,提出型腔转角插铣加工的刀位轨迹计算方法。此类方法适合各类型腔的转角粗加工。     

基于VERICUT的整体叶轮高速五轴刀轨优化

采用VERICUT软件对开式整体叶轮的切削轨迹进行优化,使其更适合五轴高速切削加工,有效避免了高速加工下负载不均导致的断刀。     

Research on tool path planning method of four-axis high-efficiency slot plunge milling for open blisk

The great mass of machining allowance for blisk is removed in the rough milling, so improving the rough machining efficiency for the blisk’s tunnel is the key of realizing high-efficiency machining of blisk. According to the structure characteristic of open blisk’s tunnel, a four-axis plunge slot rough milling with high-efficiency and low machining cost is advanced. First, the plunge slot process for blisk and the generation process of the ruled enveloping surface for the freeform surface of the blisk’s blade are put forward. Then, the generating method of the ruled enveloping surface for the blade’s freeform surface and the tool path generation method of four-axis plunge slot milling for blisk are studied. The rough milling region of open blisk’s tunnel is determined by generating the ruled enveloping surface of blade’s offset surface, and the algorithm of tool path for four-axis plunge milling is given. When using a ruled surface to approach a freeform surface, the problem of getting boundary is solved, and the error from the calculation of tool path is avoided by the algorithm. At last, the experiment shows that comparing to the traditional side slot milling, the cutting force of four-axis plunge milling can be reduced by 60% and even the rough machining efficiency can be increased to more than double.     

Mechanics-based feedrate scheduling for multi-axis plunge milling

The International Journal of Advanced Manufacturing Technology - Multi-axis plunge milling has an increasing application in the manufacturing industry to rough machine complex parts, such as blisks...     

基于UG二次开发的叶轮刀位轨迹生成

整体叶轮型面的复杂性,导致造型和数控编程都有一定的难度.基于UG基础开发平台,根据全局干涉刀位修正原理,编制了无干涉刀位轨迹算法,开发出干涉较严重的微型叶轮类零件的5坐标加工程序.通过实验证明,无干涉刀位轨迹算法是可行的,且基于UG平台开发的算法计算速度快,操作方便,精度易于控制.     

Chatter reliability prediction of side milling aero-engine blisk

Reliability analysis of a dynamic structural system is applied to predict chatter of side milling system for machining blisk. Chatter reliability is defined as the probability of stability for processing. A reliability model of chatter was developed to forecast chatter vibration of side milling, where structure parameters and spindle speed are regarded as random variables and chatter frequency is considered as intermediate variable. The first-order second-moment method was used to work out the side milling system reliability model. Reliability lobe diagram (RLD) was applied to distinguish reliable regions of chatter instead of stability lobe diagram (SLD). One example is used to validate the effectiveness of the proposed method and compare with the Monte Carlo method. The results of the two approaches were consistent. Chatter reliability and RLD could be used to determine the probability of stability of side milling.

     

整体叶盘数控铣削优化技术探讨

针对整体叶盘数控铣削过程中存在的难题,从最优化的角度出发,结合近年来国内外文献研究,从铣削工艺方案优化和工艺参数优化两方面进行介绍,重点对刀具可达性、加工效率、颤振变形、刀具磨损以及优化模型、优化算法等相关优化技术的研究现状进行综述。通过分析现有研究中存在的一些难题,探讨了整体叶盘数控铣削优化技术的研究方法,对后期开展整体叶盘制造技术研究具有一定的参考意义。     

食品膨化挤出螺杆的内旋风铣削加工方法研究

传统的膨化挤出螺杆加工方法，其加工质量、加工效率等均不能令人满意。这里在研究三自由度无瞬心外包络法铣削螺杆螺旋曲面的基础上，将无瞬心包络加工工艺与以往内切式旋风成形铣削技术相结合，应用内旋风铣的圆形轨迹包络加工挤出螺杆。这种数控加工技术具有内旋风式铣削的高效性和包络法的高柔性，显著提高了膨化挤出螺杆的加工效率和加工精度。     

数控铣削圆倒角螺旋加工法的研究

针对目前数控加工中心圆倒角进行研究,指出传统等高分层法的不足之处,提出一种更为有效的倒角面螺旋加工法.该加工方法具有加工表面精度高,不会产生驻刀痕等优点,非常适合倒角精度要求高的零件加工.需要指出的是,文中不仅编写了外圆倒斜角和外圆倒圆角宏程序,还考虑到了内圆倒角、倒凹圆角等,体现出宏程序手工编程适用性广,易修改的优势...