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整体叶轮高速加工稳定性与刀具轨迹规划研究

孙剑峰  
【摘要】: 整体叶轮是航空发动机的重要零件之一,其加工精度和加工效率对于发动机的性能和成本至关重要,本文从叶轮加工中所遇到的一些工艺问题出发,针对铣削力、铣削稳定性以及加工轨迹的规划等问题进行了深入的研究。主要的研究工作如下: 1在球头铣刀铣削力建模和仿真方面,基于Altintas和Lee提出的铣削力模型,从铣削力与切屑的直接关系入手,建立了球头铣刀铣削力模型,通过加工实验求解出切削力系数,并通过Matlab软件仿真验证模型的准确性。 2针对球头铣刀推导了再生颤振的铣削力模型,并根据动态切削力公式研究了高速铣削的切削稳定性问题,分析给出了极限轴向切削深度与主轴转速之间的关系,绘制了稳定性极限图,进行了实际加工试验验证。 3针对叶片数控编程中的难点,详细介绍了叶片精加工轨迹规划的原理与实现,保证了无干涉刀位轨迹的生成。针对叶片缘头的加工难点,通过在叶片缘头处增加过渡刀位来使刀轴矢量平滑变化,有利于机床平稳工作并保证加工质量的要求。


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