基于Min-Max模型的整体叶轮几何造型及五坐标数控加工(2)
2.1引言 5
2.2整体叶轮三文造型研究 7
2.3 创建叶轮 9
2.4本章小结 14
第三章 整体叶轮的数控加工编程 15
3.1 整体叶轮零件数控加工工艺设计 15
3.1.1 选择材料和确定毛坯料 15
3.1.2选择定位基准 16
3.1.3拟定加工路线 16
3.1.4确定工序具体内容 17
3.1.5数控加工工序的定位装夹设计 19
3.2计算机辅助编程—刀具路径轨迹仿真 19
3.2.1确定加工坐标系 19
3.2.2刀具类型及参数 20
3.2.3切削参数 22
3.2.4 实体五坐标数控刀具轨迹规划分析 24
3.3 MINMAX模型的含义 25
3.4整体叶轮五轴计算机辅助编程—MATLAB优化算法 30
3.5后置处理37
3.6本章小结.42
第四章 结论 43
4.1结论 43
致 谢 44
参考文献 45
第一章 绪论
1.1 数控加工技术概述
随着设计理论和技术的提高，社会对产品多样化的要求日益强烈，产品更新越来越快，多品种、中小批量生产的比重明显增加,此外激烈的市场竞争要求产品研制生产周期越来越短，传统的加工设备和制造方法已难于适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高效高质量加工要求。因此，近几十年来，能有效解决复杂、精密、小批多变零件加工问题的复杂曲面加工的数控机床和相应的数控加工技术得到了迅速发展和广泛应用，使制造技术发生了根本性的变化。三坐标联动铣床是指X、Y、Z三个方向联动，因此可以加工出三文曲面形体。20世纪60年代，国外在航空工业生产中把两个旋转运动引入数控机床，采用五坐标数控铣床加工零件。五坐标铣床是除了X、Y、Z三个方向的直线运动外，再加上铣刀或工件绕X、Y、Z中的两个轴线摆动或旋转。五坐标联动数控是数控技术中难度最大，应用范围最广的技术之一，它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。目前，较多采用三坐标联动、五坐标联动的数控加工方法来完成复杂曲面的加工。飞机和航空发动机的复杂结构件叶轮、船用螺旋桨等都是五坐标加工的典型例子。
数控加工技术中除了机床制造的硬件技术以外，还有一项重要技术就是数控加工程序编制技术，它直接影响到数控机床加工的精度与效率。MIT与美国各飞机公司合作，研制了第一代数控加工自动编程工具APT语言，它是对工件、刀具的几何形状及刀具相对于工件的运动等进行定义时所用的一种接近于英语的符号语言。随后，世界各国还发展了各有特色和专业性更强的APT衍生语言。我国机械工业部自动化研究所、航空工艺研究院以及飞机工厂等先后开发了PCL、SKC-2、SKC-3、CAM-251、飞龙79、飞龙81、C-SURF、AD80、NC87、APT/X、APT/GI、CAMS、CADS等加工编程和曲面造型/加工系统，完成了多种飞机型号的全机外形定义和关键零件加工[1]。目前，应用较为广泛的CAD/CAM通用系统有Pro/Engineering、UG[2]、CATIA[3]、Master CAM、Solid Works、Cimatron、Delcam、I-DEAS[4]等等。一些先进的多坐标数控机床生产厂商(如STARRAG)及专业的叶轮加工工厂(如美国的NREC)都推出了专用于叶轮的数控加工软件包，如MAX-5，MAX-AB，STARRAG程序等还有专门用于加工仿真的VERICUT等等。我国尚缺乏在这种专用于叶轮的数控加工的编程软件，国内少数工厂已经认识到专用软件的优越性，意欲引进。但国外索价昂贵。所以开发中国产权的叶轮数控加工软件迫在眉睫。
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