圓柱刀五軸側(cè)銑直紋面的直線插補(bǔ)誤差分析.pdf

1、非可展直紋面廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等葉輪葉片中，而且葉輪的工作環(huán)境都比較惡劣，一般需要在高溫、高壓的環(huán)境下運(yùn)行，因此葉輪葉片加工精度的高低對(duì)整機(jī)的性能以及壽命具有很大影響。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，對(duì)零件精度要求越來(lái)越高，如何高效的加工出高質(zhì)量的曲面成為現(xiàn)在制造業(yè)的重要問題。近年來(lái)，隨著數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展，五軸數(shù)控已經(jīng)成為加工復(fù)雜曲面類零件的重要手段。在復(fù)雜曲面的五軸數(shù)控加工領(lǐng)域，影響工件加工精度的因素眾多，其中針對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的線性插補(bǔ)功能

2、所引起的非線性誤差的研究相對(duì)較少。為解決CNC系統(tǒng)中復(fù)雜曲面的成型問題，在五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)中相鄰刀位點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)由數(shù)控系統(tǒng)提供的插補(bǔ)功能完成。目前，最常用的插補(bǔ)方式主要有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)以及樣條插補(bǔ)方法，其中直線插補(bǔ)方法最具典型性。因此，論文對(duì)五軸數(shù)控側(cè)銑加工中圓柱刀五軸側(cè)銑直紋面的直線插補(bǔ)誤差進(jìn)行了研究，選題具有科學(xué)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。完成的主要工作如下:
　　首先，本文對(duì)單點(diǎn)偏置法、兩點(diǎn)偏置法、三點(diǎn)偏置法、最小二乘刀位規(guī)劃方法以

3、及最佳一致逼近方法幾種刀位規(guī)劃方法的基本原理以及相應(yīng)的幾何誤差模型進(jìn)行了闡述。并利用兩點(diǎn)偏置法和最佳一致逼近法對(duì)刀位進(jìn)行規(guī)劃，得到了各個(gè)刀心位置和對(duì)應(yīng)的刀軸矢量。在此基礎(chǔ)上，對(duì)兩種刀位規(guī)劃方法產(chǎn)生的刀位規(guī)劃誤差進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明:最佳一致逼近法的刀位規(guī)劃精度明顯高于兩點(diǎn)偏置法。
　　其次，通過(guò)上述兩種刀位規(guī)劃方法計(jì)算得到刀心點(diǎn)和刀軸矢量后，利用線性插補(bǔ)的方法計(jì)算相鄰刀位點(diǎn)間的插補(bǔ)點(diǎn)以及刀軸方向，得到刀具軸線的運(yùn)動(dòng)軌跡。然后，利用包

4、絡(luò)原理得到柱刀線性插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)形成的包絡(luò)面模擬實(shí)際加工曲面。
　　再次，針對(duì)非可展直紋面五軸數(shù)控側(cè)銑加工中存在的原理性誤差，將理想曲面作為基準(zhǔn)面，利用牛頓迭代法計(jì)算每個(gè)刀位點(diǎn)及相鄰刀位插補(bǔ)點(diǎn)處，刀軸上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)包絡(luò)面的特征點(diǎn)到設(shè)計(jì)曲面的最小距離，并取其中的最大值作為刀軸在該對(duì)應(yīng)位置處的線性插補(bǔ)誤差，從而得到了線性插補(bǔ)的誤差模型。
　　最后，通過(guò)具體數(shù)值算例對(duì)影響非線性插補(bǔ)誤差的規(guī)律、大小進(jìn)行了研究，并對(duì)其影響因素進(jìn)行了分析。為下一