5轴高速铣叶轮流道加工新算法研究

"叶轮流道5轴高速铣加工刀轨计算 (2006年)" 本文主要探讨了在叶轮流道高速铣削加工中，如何优化5轴加工刀轨的生成算法，以提高加工效率和精度。叶轮是航空、航天及能源领域中关键的流体动力部件，其内部复杂的流道形状需要高精度和高效率的加工方法。传统的刀轨生成算法往往不能满足高速加工的需求，因为它们可能导致刀具路径不连续，限制了进给速度。 作者孙全平、廖文和和何宁提出了一种创新的5轴端面铣削刀轨生成算法。该算法首先分析原有刀轨面的上下边界，通过5次非均匀有理B样条（NURBS）曲线来精确拟合这些边界。NURBS曲线在几何建模中广泛应用，因为它能够提供高精度和灵活性。随后，算法通过顺序连接上下面NURBS曲线的型值点，确保生成的刀位曲线全程具有C2连续性，即曲率连续，这有助于减少加工过程中的振动和提高表面质量。 进一步，该算法还计算出空间平滑变化的刀轴矢量，确保刀具在切削过程中保持最佳姿态，这对于叶轮叶片的复杂曲面加工至关重要。该算法被集成到Superman CAMⅡ原型系统中，经过测试，其运行速度接近于知名的UG（Unigraphics）软件，证明了算法的高效性。 实际应用中，使用该算法生成的刀轨加工铝合金叶轮流道，刀具可以在5000转/分钟的转速和600毫米/分钟的进给速度下平稳进行精加工，这明显满足了高速走刀的要求。高速切削不仅提高了生产效率，还能减少工件变形和刀具磨损，从而提高整体加工质量和经济性。 关键词涉及到高速切削、数控编程、刀具轨迹和算法设计，表明该研究关注的是通过改进算法来提升叶轮流道加工的工艺性能。这篇论文对于从事航空、航天和能源领域中叶轮制造的工程师和技术人员来说，提供了有价值的理论基础和实践指导。 中图分类号：TP391.73，表示这属于计算机科学技术下的一个子领域，具体是与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）相关的技术。文献标识码A则表明这是一篇原创性的科研论文，具有较高的学术价值。 这篇论文详细介绍了一种针对叶轮流道5轴高速铣削的刀轨生成算法，该算法实现了全程C2连续的刀位曲线和平滑刀轴变化，从而优化了高速加工过程，提高了加工效率和工件质量。这一成果对提高叶轮制造的自动化水平和加工精度具有重要意义。