整體葉輪的CAD造型和數(shù)控加工刀具路徑規(guī)劃.pdf

1、整體葉輪作為透平機(jī)械的核心部件，已經(jīng)被廣泛地用于航空、航天及其它工業(yè)領(lǐng)域。整體葉輪工作型面的設(shè)計(jì)涉及到空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)等多個(gè)學(xué)科，它的設(shè)計(jì)與制造相比于常規(guī)機(jī)械零件要復(fù)雜得多。故而，對(duì)整體葉輪進(jìn)行CAD造型和數(shù)控加工刀具路徑規(guī)劃的研究，對(duì)于縮短我國(guó)葉輪幾何造型、數(shù)控加工以及CAM軟件開發(fā)技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，提高我國(guó)流體機(jī)械行業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力都具有非常重要的意義。 本文在對(duì)各類擬合曲線進(jìn)行分析與比較的基礎(chǔ)上，選取了三次

2、準(zhǔn)均勻B樣條理論作為葉輪造型的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，推導(dǎo)了三次準(zhǔn)均勻B樣條曲線的計(jì)算公式。結(jié)合直紋面成形理論以及本文所研究的整體葉輪的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，通過分析比較，選擇了母線延兩條引導(dǎo)線掃描來生成直紋面的成形方法，計(jì)算得出既滿足葉輪造型要求又能同時(shí)保證其曲率連續(xù)性的葉輪曲面數(shù)學(xué)模型。并運(yùn)用反證法，證明了葉片曲面為非可展直紋面。 針對(duì)整體葉輪造型與其毛坯零件在輪蓋面處不吻合的問題，本文在分析了采用子午面偏置方法的局限與不足的同時(shí)，提出了曲面延伸求交

3、的方法。在已經(jīng)建立曲面數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，將曲面延伸至兩兩相交，通過聯(lián)立方程組求得曲面相交線，解決了葉輪造型與毛坯不吻合問題。在UG軟件環(huán)境下，按照點(diǎn)、線、面、體的成形步驟，通過規(guī)律曲線、直紋面、縫合、旋轉(zhuǎn)、陣列、交運(yùn)算等成形方法，生成了整體葉輪的三維模型，替代企業(yè)提供的尺寸有偏差的CAD造型。并依據(jù)衡量葉輪流體性能的重要參數(shù)——葉輪流道面積比，驗(yàn)證了整體葉輪造型修正后未對(duì)其流體性能產(chǎn)生明顯的影響。 針對(duì)某企業(yè)提供的整體葉輪為研究