叶片等残留高度数控螺旋铣加工刀具轨迹规划算法.pdfVIP

· 电气技术与 自动化 · 刘广领，等 ·叶片等残留高度数控螺旋铣加工刀具轨迹的规划算法 叶片等残留高度数控螺旋铣加工刀具轨迹的规划算法 刘广领 。周来水 。安鲁陵 (南京航空航天大学 机电学院。江苏 南京210016) 摘 要 ：根据叶片的曲面特征 ，提出了基于等残留高度的叶片五坐标数控螺旋铣加工方法，设 计了刀具轨迹生成算法，在 UG二次开发环境下编程实现。该方法满足相邻刀轨之间的等残 留高度要求，无冗余刀轨。避免了刀轨间的抬刀，可实现连续的切削加工，在满足误差要求的 前提下可显著提高加工的效率。 关键词 ：叶片；等残留高度；螺旋铣加工；刀具轨迹 中图分类号：TG547；V232．4 文献标志码 ：A 文章编号：1671-5276(2011)04-0153--03 ToolPathPlanningAlgorithm forIso·scallopNC SpiralMachiningofBlade LIU Guang．1ing．ZH0U Lai—shui．AN Lu．1ing (CollegeofMechanicalandElectronicEngineer，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China) Abstract：Accordingtothesurfacecharacteristicoftheblade，thefive—axisiso-scallopNC spiralmachiningmethodisproposedand implementedwiththeUGopen．Theiso—scallopismetandtheredundanttoolpathiseliminated．Thismethodcanavoidtheliftbe— tweenadjacenttoolpathsandmakethemachiningcontinuous．Comparedwiththeexistingmethod，theproposedmethodimproves theefficiencywithmeetingtherequirementofprescribed error． Keywords：blade；Iso-scallop；spiralmachining；toolpath 叶片类零件在航空航天、水电、船舶行业有广泛的用 高度数控螺旋铣刀轨生成方法。该方法在保证相邻螺旋刀 途…。在航 空发动机制造 中各类 叶片所 占比重约 轨之间残留高度等于加工允许误差的基础上，实现了刀具的 30％ L2J，是航空发动机 中的核心零件。目前该类零件常 连续进给，从而使得加工能够高速、高效的进行。本文在UG 用加工工艺主要有数控加工、电解加工、精密锻造或铸造 二次开发环境下实现了该算法，并给出刀轨生成实例。 等方法。其中，数控加工以其效率高、品质好 、柔性高等优 点而成为叶片加工的首选方法。 1 算法的基本思想 叶片曲面的典型特征是截面线参数方向具有周期性。 若能根据该特征生成螺旋刀轨 ，则会显著提高数控加工的 1．1 刀轨要求 效率。目前 ，国内叶片制造商一般从国外购买专用于叶片 数控加工的软件，这些专用软件中包含了用于叶片数控螺 如图1所示的典型叶片模型，设叶片曲面方程S=S 旋铣加工的功能，生成的刀轨形状类似于螺栓上的螺纹 ， (，)。不失一般性，设沿着叶片径向方向为 参数向，沿 避免了普通曲面横向相邻刀具轨迹之间的进刀。但是此 叶片截面线方向为 “参数向，并且在定义域范围内被规范 类软件一般索价昂贵，而国内尚无此类商品化的软件。白 化为[0，1]。 璃等 给出了四坐标叶片螺旋铣数控加工编程算法 ，刀 在参数 =0处将叶片曲面裁开，该叶片模型的相应的参 轨规划以等参数划分为基础，根据经验选择步长。仵高升 数域如图2所示。刀轨从 s(0，0)开始，参数