整体叶盘五坐标数控抛光机后置处理算法研究.pdf

整体叶盘五坐标数控抛光机后置处理算法研究 口 孙 宽 口 史耀耀 口 徐文秀 西北工业大学 机电学院 西安 710072 摘 要：从提高整体叶盘抛光质量及效率的角度出发 ，针对整体叶盘的结构特征 ，详细地分析 了五坐标整体叶盘数 控抛光机的结构特点及其运动形式。利用坐标变换原理 ，推导出符合抛光机的后置处理算法，并编写相应的后置处理程 序。通过初步实验，验证 了该算法的结果能满足五坐标数控抛光机后置处理的要求。 关键词 ：整体叶盘 坐标变换 数控抛光机 后置处理 中图分类号：TG386 文献标识码 ：A 文章编号：1000—4998(2oo9)o4—0063—03 整体 叶盘是航 空发动机 的一种新 型结构部件 ，它 绕 z轴 自由转 动 的坐标 C(212作 台转动 )。 是将 叶片和 叶盘 通过 先进 的工艺做 成 一体 … ，省 去 常 2 后置处理算法 规 叶盘连 接 的榫 头和 榫槽 ，使结 构 大大简化 。它是 典 型 的整体 、薄壁 、难加 工 材料 和复杂结 构件 。图1所 示 为 3 数 控加 工 的后置 处理 是指 通过 后置 处理 器读 取 由 种典型结构 ：(a)开式结构—— 不带箍整体 叶盘 ；(b)闭 CAM 系统生成 的刀位文件 ，从 中提 取相关 的加工信 式 结构— — 带箍 整体 叶盘 ；(e)大小 叶片转 子结 构—— 息 ；并根 据指 定数 控 机 床 的特 点及 NC程 序 格 式要 求 开 式 结构 中大 叶片 间含有 小 叶片 。整 体 叶盘制 造 技 术 进 行分 析 、判断和处 理 ；最 终生 成数 控机 床 能直接 识别 难 度很 大 ，目前 国内基 本 上 采用 五 坐 标 数控 加 212和 手 的 NC程 序 。本 文 主 要 分 析 五坐 标 数 控 抛 光 机 的结 构 工 抛 光 的工艺手 段 。整 体 叶盘 的数 控 加 工方 法 已趋 于 特 点及 其运 动形 式 ，推导 出其 运动算 法 ，研究用于 该抛 成 熟 ，而 国 内对 整 体 叶盘 的光整 加 工 仍采用 手 工 抛 光 光设备 的专用后置处理程序 。 的方法 。手工抛光不仅 具有加工效率低 、产 品一致性难 CAM 系统在 计 算刀 具-*Jr迹 时 ，采 用 的是工件 坐标 以保 证 、生产 人员工作 环境 恶劣等 弊端 ，而且 手工 抛 光 系 (即工件不动 ，刀具相对于工件运动)，而在 实 际加工 对 工人有 较 高 的技 能要 求 ，一旦操作 失误 ，可能导致 整 中使 用 的是机 床 坐标 系 。因此 ，必 须对 由 CAM 系 统生 个 零 件报 废 。因此 ，研究 整体 叶盘光 整 加 工新 工 艺 、新 成 的刀位 文 件进 行 坐 标 转 换 。即工件 坐 标 系与机 床坐 方 法非 常 必要 。本 文详 细 地分 析 了五 坐标 整 体 叶盘数 标 系 之 间 的坐标 变 换 。】，主要 根 据 具体 的机 床结 构 控 抛光 机 的结 构 特 点及 其 运 动形 式 ，利用 坐 标 变 换原 及 其 运动 形 式 ，将 由 CAD／CAM 系统生 成 的刀位 文件 理 ，推导 出符 合该抛 光 机 的后置 处理 算法 ，并编写相应 中的刀位数据转换成机床各轴 的运动数据 。 的后 置处 理程 序 。 现 假 定 工 件 坐 标 系 为 0 XYZ，在 加 工 之 前 (A= 0o，C=0。)与机床 运 动 坐标 系 0 XYZ平 行 。工件 坐标 1 数控抛光机的结构及运动形式 原 点与机床旋转 中心之 间的坐标差值为 (a，ya，za)，刀 本文从 提高整 体 叶盘表 面抛 光质 量 及效率 的角度 心 在 工件坐 标 系 的位置 为 (