[發明專利]葉片螺旋銑過程中緣頭避讓軌跡的刀軸控制方法

有效

• 申請號: 201210240195.8
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102728880A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 楊建華;張娟;吳寶海;張定華;胡述龍;韓飛燕;張瑩;羅明
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明涉及葉片機械加工技術領域，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

發動機葉片，尤其是航空發動機葉片的形狀復雜、工作環境惡劣，要求其必須具有精確的尺寸、準確的形狀和嚴格的表面完整性，通常采用多軸數控銑削加工工藝成形。葉片的數控加工工藝中采用的銑削方式有點銑法、側銑法和螺旋銑法。由于螺旋銑具有裝夾次數少、切削軌跡連續、加工效率高等優點，受到業界普遍關注。但是，緣頭是葉片螺旋銑加工質量最主要的影響區域，所以葉片前后緣曲面的處理都是采用預留一定余量的方法避免過切，此外由于在加工時刀位點相對密集，切削狀態下刀軸轉角過大，處理起來非常困難，很容易造成過切。針對這樣的問題，現有技術中提出了一種帶緣頭避讓的葉片高質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造方法。這種方法對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的刀位點刀軸矢量進行插值獲得，然而這兩個刀軸矢量夾角相差較大，甚至達到180°，此時插值往往出現刀軸矢量不確定性，需要更多的信息才能確保獲得穩定的刀軸矢量，從而使葉片螺旋加工得以正常進行。

發明內容

要解決的技術問題

為解決現有技術存在的問題，本發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計、緣頭避讓曲線設計與避讓軌跡刀軸生成等問題。

技術方案

本方法根據葉片的幾何尺寸，設計葉片的包容圓柱面，將包容圓柱面作為輔助面，構造緣頭避讓曲線，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。

本發明的技術方案為：

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1：構造葉片圓柱輔助面：

被加工葉片的葉身曲面為參數化曲面，葉片截面線是v向曲線；

步驟1.1：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a(x_a,y_a,z_a)、c(x_c,y_c,z_c)、e(x_e,y_e,z_e)為曲線C₁的兩個端點與中點，點b(x_b,y_b,z_b)、d(x_d,y_d,z_d)、f(x_f,y_f,z_f)為曲線C₂的兩個端點與中點，得到圓柱輔助面的初始頂圓圓心為O_u(x_u,y_u,z_u)：