專利名稱：葉片螺旋銑過程中緣頭避讓軌跡的刀軸控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及葉片機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種葉片螺旋銑過程中緣頭避讓軌跡的刀軸控制方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，尤其是航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的形狀復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣，要求其必須具有精確的尺寸、準(zhǔn)確的形狀和嚴(yán)格的表面完整性，通常采用多軸數(shù)控銑削加工工藝成形。葉片的數(shù)控加工工藝中采用的銑削方式有點(diǎn)銑法、側(cè)銑法和螺旋銑法。由于螺旋銑具有裝夾次數(shù)少、切削軌跡連續(xù)、加工效率高等優(yōu)點(diǎn)，受到業(yè)界普遍關(guān)注。但是，緣頭是葉片螺旋銑加工質(zhì)量最主要的影響區(qū)域，所以葉片前后緣曲面的處理都是采用預(yù)留一定余量的方法避免過切，此外由于在加工時(shí)刀位點(diǎn)相對(duì)密集，切削狀態(tài)下刀軸轉(zhuǎn)角過大，處理起來非常困難，很 容易造成過切。針對(duì)這樣的問題，現(xiàn)有技術(shù)中提出了一種帶緣頭避讓的葉片高質(zhì)高效螺旋銑加工方法，利用三次非均勻B樣條曲線給出了避讓曲線的構(gòu)造方法。這種方法對(duì)于緣頭避讓軌跡曲線的刀軸矢量均是采用葉身切削軌跡線兩端點(diǎn)的刀位點(diǎn)刀軸矢量進(jìn)行插值獲得，然而這兩個(gè)刀軸矢量夾角相差較大，甚至達(dá)到180°，此時(shí)插值往往出現(xiàn)刀軸矢量不確定性，需要更多的信息才能確保獲得穩(wěn)定的刀軸矢量，從而使葉片螺旋加工得以正常進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種葉片螺旋銑過程中緣頭避讓軌跡的刀軸控制方法，涉及葉片包容圓柱設(shè)計(jì)、緣頭避讓曲線設(shè)計(jì)與避讓軌跡刀軸生成等問題。技術(shù)方案本方法根據(jù)葉片的幾何尺寸，設(shè)計(jì)葉片的包容圓柱面，將包容圓柱面作為輔助面，構(gòu)造緣頭避讓曲線，并利用圓柱面的外法矢作為緣頭避讓軌跡線刀軸矢量插值的輔助信息，獲得緣頭避讓軌跡刀軸矢量。本發(fā)明的技術(shù)方案為所述一種葉片螺旋銑過程中緣頭避讓軌跡的刀軸控制方法，其特征在于包括以下步驟步驟I :構(gòu)造葉片圓柱輔助面被加工葉片的葉身曲面為參數(shù)化曲面，葉片截面線是V向曲線；步驟I. I :取葉盆曲面中v=0. 0的曲線C1和葉背曲面中v=0. 0的曲線C2,點(diǎn) a (xa, ya, za)、c (x。，yc, zc)、e (xe, ye, ze)為曲線 C1 的兩個(gè)端點(diǎn)與中點(diǎn)，點(diǎn) b (xb, yb, zb)、d(xd, yd, zd)、f(xf, yf, zf)為曲線C2的兩個(gè)端點(diǎn)與中點(diǎn)，得到圓柱輔助面的初始頂圓圓心為Ou (xu, yu, zu)
權(quán)利要求
1.一種葉片螺旋銑過程中緣頭避讓軌跡的刀軸控制方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I:構(gòu)造葉片圓柱輔助面 被加工葉片的葉身曲面為參數(shù)化曲面，葉片截面線是V向曲線； 步驟I. I :取葉盆曲面中V = 0. O的曲線C1和葉背曲面中V = 0. O的曲線C2,點(diǎn) a (xa, ya, za)、c (x。，y。，zc)、e (xe, ye, ze)為曲線 C1 的兩個(gè)端點(diǎn)與中點(diǎn)，點(diǎn) b (xb, yb, zb)、d(xd, yd, zd)、f(xf, yf, zf)為曲線C2的兩個(gè)端點(diǎn)與中點(diǎn)，得到圓柱輔助面的初始頂圓圓心為Ou (xu, yu, zu)
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種葉片螺旋銑過程中緣頭避讓軌跡的刀軸控制方法，其特征在于線段P6P7的長(zhǎng)度占線段P6P8長(zhǎng)度的比例與線段P2P3占線段P1P3長(zhǎng)度的比例相同，均為5% 30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種葉片螺旋銑過程中緣頭避讓軌跡的刀軸控制方法，其特征在于曲線組PtlP1P2P4上刀尖點(diǎn)集中相鄰刀尖點(diǎn)的弧長(zhǎng)為曲線組PtlP1P2P4軌跡長(zhǎng)度的5% ；曲線組P5P7P8P9上刀尖點(diǎn)集中相鄰刀尖點(diǎn)的弧長(zhǎng)為曲線組P5P7P8P9軌跡長(zhǎng)度的5%。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種葉片螺旋銑過程中緣頭避讓軌跡的刀軸控制方法，首先構(gòu)造葉片圓柱輔助面，其次將包容圓柱面作為輔助面，構(gòu)造緣頭避讓曲線，最后并利用圓柱面的外法矢作為緣頭避讓軌跡線刀軸矢量插值的輔助信息，獲得緣頭避讓軌跡刀軸矢量。本發(fā)明提出的方法具有通用性，適合于任何葉片葉身螺旋加工的情況，能夠有效生成緣頭避讓曲線以及避讓軌跡曲線上刀位點(diǎn)的刀軸矢量。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，該方法生成的刀軸矢量穩(wěn)定光順，提高了葉片的加工質(zhì)量與加工效率，延長(zhǎng)了機(jī)床與刀具的使用壽命。
文檔編號(hào)B23C3/00GK102728880SQ20121024019
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者吳寶海, 張娟, 張定華, 張瑩, 楊建華, 羅明, 胡述龍, 韓飛燕 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)