變傾角變導(dǎo)程螺旋槽的數(shù)學(xué)建模和加工方法.pdf

1、變傾角變導(dǎo)程螺旋槽是航天液體火箭發(fā)動機噴管外表面上的一種新型冷卻通道，該型噴管主要用來調(diào)整火箭的姿態(tài)。對該型噴管變傾角變導(dǎo)程螺旋槽的加工是航天制造領(lǐng)域的一項技術(shù)難題。本文針對這一技術(shù)難題，完成了變傾角變導(dǎo)程螺旋槽的數(shù)學(xué)建模、加工方法、數(shù)據(jù)處理和動態(tài)仿真等一系列從理論到仿真試驗的研究。 本文應(yīng)用運動學(xué)理論，研究了任意回轉(zhuǎn)體外表面上的變傾角變導(dǎo)程螺旋線的通用模型。提出了將螺旋角和導(dǎo)程設(shè)計為半徑的函數(shù)，并建立了圓柱型輪廓、圓錐型輪廓、

2、鼓型輪廓、細腰型輪廓、一元多項式型輪廓的回轉(zhuǎn)體外表面上螺旋槽的數(shù)學(xué)模型。 針對具體的設(shè)計要求，基于螺旋槽加工的運動合成原理，研究了變傾角變導(dǎo)程螺旋槽的五軸聯(lián)動棒銑刀加工方法；為了克服螺旋槽加工軌跡復(fù)雜、刀具路徑計算困難等問題，選擇了數(shù)控加工的CAD/CAM自動編程方法及具有強大曲面建模和加工仿真功能的CAD/CAM集成系統(tǒng)軟件Pro/Engineer。 變傾角變導(dǎo)程螺旋槽的數(shù)學(xué)模型是復(fù)雜的曲線積分方程，Pro/Engin

3、eer無法直接對其進行三維建模，需轉(zhuǎn)換成Pro/Engineer可以處理的方式，研究了辛普森插值算法，對螺旋槽進行了數(shù)據(jù)處理，并用Matlab編程實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理過程。 變傾角變導(dǎo)程螺旋槽CAD模型復(fù)雜，針對某一典型工件，研究了螺旋槽的三維曲面造型技術(shù)，解決了螺旋槽的CAD建模問題；在螺旋槽仿真加工過程中，為了提高加工精度和加工效率，研究了銑削加工方法和刀具路徑規(guī)劃方法，并進行了仿真試驗，解決了最優(yōu)刀具路徑的生成問題；自動生成的刀