整体叶盘无干涉五坐标数控抛光轨迹生成算法研究.pdf

整体叶盘无干涉五坐标数控抛光轨迹生成算法研究 口 魏培坤 口 史耀耀 口 任军学 口 徐文秀 西北工业大学 现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 西安 710072 摘 要：整体叶盘是典型的薄壁、难加工材料和复杂结构零件 ，其叶型表面的抛光质量和抛光精度会显著影响其使 用性能和寿命。根据整体叶盘的结构特点以及抛光的特殊性，围绕所开发的专用五坐标数控抛光机的编程需要，提出了相 应的抛光轨迹生成算法，并对可能存在的干涉进行检查，最终生成了光顺的抛光轨迹。经初步试验证明，该抛光轨迹算法 既能有效进行干涉检测，又能生成适合整体叶盘型面的最佳抛光轨迹。 关键词：整体叶盘 抛光轨迹 干涉检查 五坐标数控抛光机 算法 中图分类号：TH166；TG356．28 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2oo9)o6一O039—04 样板控制 叶片截面形状 ，加工效率低 (有 的单件工时达 1 整体叶盘抛光工艺现况 数 十 小 时)；导致 去 除量 不 均 匀 ，表 面 精 度 低 ，波 纹度 目前 ，国内外先进航 空发动机普遍采用整体 叶盘 大 ，易烧伤 ，质量不稳定 ；特别是有 的部位手工抛光根 结 构 ，国 内在 整体 叶盘 的设计 及 数 控加 工 方 面 已进行 本 无 法 满 足壁 厚和 精 度要 求 。自动化 数 控抛 光 能避 免 了深入 的研 究 ，并取得 了重大 的研 究成果 。但整体 叶盘 上 述3种方 法 的不 足 ，抛 光质 量也 能达到满 意 的效果 。 在数控加工后还 需要进行 型面抛光加212，以提高 叶盘 目前 国外 已经研制 出了适合整体 叶盘 的 自动化数 的光洁度和 叶片 的完整性 …。目前 ，国内外整体 叶盘抛 控抛光机 ，但对我 国实施严密 的技术封锁和禁运 。国内 光常采 用磨 粒 流抛 光 、机 械 振动抛 光 、-T-工打 磨抛 光 和 数 控抛 光 机床 大 多采 用砂 轮或砂带对 叶片 、模具 、光 学 自动化 数控 抛光 4种 方法 。磨 粒 流抛 光和 机械 振动 抛光 元件等 自由曲面进 行抛光 ，但对整体 叶盘相互遮掩 的 虽然可 以得到 良好 的表面质量 (如磨粒流抛光表面粗糙 叶片进 行数控抛光 ，砂 带显然容易发生干涉 。采用五坐 度可 以达 到 R．O．8 m 以下 )，但 也存在一定 的局 限性 ， 标 数控 抛 光机 ，合 理选 择抛 光 磨头 直径 ，可 以有 效地 避 由于抛光 时沿 型腔方 向上进 出 口处压力较大怛 ，使整 免干涉 的发生 。所 以开发具有 自主知识产权 的整体 叶 体 叶盘 叶片的进排气边在抛光过程 中容 易磨损 ，会严重 盘五坐标数控抛光机是 当务之急 ，本文在该机研制 已 影 响整体 叶盘 的性能 。手工打磨抛光过程无冷却液 ，靠 取 得 成 果 的基 础 上 ，对 整 体 叶盘 无 干涉 五 坐标 数 控抛 收稿 日期：2008年12月 光 轨迹 的生成 进行 了研 究 。 标准刀具 ，~x,l-刀 的时候先对标准刀 。如在数控车床上 (6)． 对 刀时 ，先在数控车床上某 固定位 置上 (如车床主轴 【2】 王军．数控车床对刀及一种简易对刀装置 J【】．机械工艺 箱 )固定 一 显微对 刀镜 支 架 ，上 装显微 镜 ，显微 镜 的十 师，2001(1)． 字线交 点位 于机床坐标 系 的一 固定 点上 (即与机床参 [3】 赵玉刚．一种简易的数控刨床 自动对刀和刀具磨损 自动补 考点或机床 原 点位 置 固定并 已知)。测量 时 只需将 刀架 偿方法 J【】．机电工程，1999(3)． 上各刀具 的刀位 点 (车刀刀尖)分别对准显微对 刀镜 的 [4】 陈光明．数控车床的对刀原理及对刀方法 J【】-机床与液压， 十字 线 交 点 ，数控 系统便 能 自动 算 出刀位点相 对 于机