基于能量法的大型叶片毛坯曲面重构

针对大型叶片毛坯曲面测量数据的特点 ,提出了一种基于能量法的毛坯曲面重构算法。该算法由 2个主要步骤构成 :基于参数域同构的毛坯曲面拟合、基于加工余量分布均匀的毛坯曲面匹配。实践证明 ,该算法构造的毛坯曲面不仅拟合精度高、光顺性能好 ,而且可以大大简化大型叶片五坐标数控加工中的辅助定位及进给速度优化等问题的计算     

大型回转曲面的坐标加工法

回转异形曲面,一般是由沿轴线剖面的(轮廓线)平面曲线回转而成。其加工则要求刀具(刀尖)要走出该平面曲线轨迹。传统上,有按靠模板仿型走成;用成型刀靠成;借助样板用双手摇成等方法,在数控机床上,则是按所编程序控制走成。 而对于大中型工件,在普通卧式车床、立旋、镗床上加工时,安装靠模仿形机构相当复杂,可行性很     

服役破损叶片的曲面重构及刀路生成方法

A model reconstruction and CNC tool path generation of broken blades was proposed for the conditions that damage regions locatesd on the leading/trailing edges and on the tips. Measured data points were sorted, adjusted, and then utilized to construct sectional spline curves. The section curve was smoothed based on the theory of minimized energy, a method of aligning the sectional curves according to the curvatures was proposed. A model reconstruction method based on the lofting strategy was presented for the edge broken blades and the tip broken blades. The damaged regions were extracted, based on which the algorithm for generating zigzag tool path and the spiral tool path was given for CNC machining. Preliminary simulation results reveal that the proposed method guarantees the smoothness of the reconstructed surfaces and the approximation to the blade's real size. The feasibility of the proposed tool path generation method was testifiecl.     

基于逆向工程的曲面零件重构及NC加工

介绍了逆向工程数据的采集与处理、CAD模型的重建及数控加工刀具轨迹生成等过程,最后介绍了将其应用在油箱盖外板的实例.     

曲面重构逆向工程的研究与实践

介绍了逆向工程数据的采集与处理,CAD模型的重建及数控加工刀具轨迹生成等过程,最后介绍了将其应用在油箱盖外板的实例.     

用能量优化法处理叶片边缘的缝合问题

在叶片造型时,常常需要采用适当的方法处理叶片的边缘.将能量优化法运用到叶片边缘的缝合问题中,以曲面能量为目标函数,以边界的一阶几何连续为约束方程,求解优化问题后得到了光滑连接的叶片边缘.最后,给出了离心叶轮叶片缝合的实例.     

大型复杂曲面加工工件定位问题研究

通过建立大型复杂曲面零件定位问题的数学模型，应用遗传算法寻优求解，优化后的毛坯定位姿态保证毛坯各点具有均匀的加工余量，从而实现精确定位。实际运用表明，本方法使复杂曲面类零件定位问题得到了有效解决，具有实用性。     

基于自组织网格的涡轮叶片NURBS曲面重构

涡轮叶片的制造过程中,常采用有限元方法进行铸造变形控制。本文研究了针对有限元网格离散点的NURBS曲面重构方法。方法包括4个步骤:(1)基于网格相邻点分析的边界曲线提取和初始曲面构造;(2)具有自组织特征的基于曲率的离散点抽样和压缩,并进行曲面分片;(3)采用叠代法进行NURBS曲面逼近;(4)简化的NURBS曲面拼接算法。对工程数据的处理结果分析表明,该方法的数据处理精度可以达到工程要求,并且能够较好地保留数据的几何特征。     

叶片曲面车铣加工工艺的研究

通过分析叶片类曲面加工中存在的工艺问题，论述了采用数控车铣加工技术的可行性及其技术特点。应用三维CAD建模技术、软件自动生成G代码和虚拟数控加工仿真技术，进行试验加工某一方向舵叶片前的准备工作。最终在数控车铣机床上加工出符合要求的叶片零件，并得到了一组可靠的加工工艺参数。     

大型复杂曲面的荒加工研究

提出了大型曲面的荒加工概念 ,它是对加工余量较大的区域进行的局部加工 ,是粗加工的预处理。其关键之处在于如何求取“荒岛”的边界 ,由此确定荒加工区域 ,安排走刀路径。利用基于 Herm ite离散点曲面造型的新算法构造了余量分布曲面 ,避开了毛坯面与零件曲面等距面的求交问题 ,求取余量分布曲面的等高线即可获得“荒岛”的边界。荒加工能减少大量空行程 ,大幅度提高加工效率。     

基于涡轮叶片有限元分析离散数据点的NURBS曲面重构

为解决有限元方法产生的三角网格数据不利于进行后续的曲面编辑和加工的问题，提出了一套算法将有限元网格逼近为造型和加工常用的NURBS曲面。首先对有限元网格进行预处理，提取出边界曲线并构造出初始曲面；通过基于曲率的自由曲面抽样网格规划方法，将海量离散数据点进行压缩及建立四边域网格，方法具有自组织和压缩比率用户可控等特点；采用迭代逼近的方法进行NURBS曲面拟合，在保证拟合精度的前提下提高了曲面光顺性。对真实叶片数据的处理证明了算法的实用性。     

航空发动机叶片自适应修复目标曲面重构

航空发动机叶片修复往往先采用激光熔覆,然后精密铣削。叶片变形和破损可能造成熔覆材料不足或铣削结果超差。为了给叶身熔覆和铣削提供足够的余量和满足设计要求的目标加工曲面,提出镜像模型驱动的叶身自适应修复曲面重构方法。以叶身设计曲面作为理论模型,以实际待修复叶身的测量值作为实作模型,引入叶身形状公差约束和叶身变形对熔覆和铣削加工的约束,建立了保证叶身曲面设计要求的目标曲面优化模型,并基于镜像模型优化处理熔覆阶段与铣削阶段的目标曲面。通过实例验证了所提优化模型的有效性和必要性。     

复杂曲面实物的逆向工程及其关键技术

系统研究和分析了逆向工程主要实施阶级中的关键问题。将整个逆向工程分为数据获取、数据处理和曲面重构相互衔接的３部分,针对各部分不同的特点和解决方案,最后提出逆稿工程的整体框架模型。     

用密切曲率法加工自由曲面

采用中凹盘铣刀取代传统的球头铣刀,在每一行程中让刀具运动形成的包络面与被加工表面之间在垂直于进给方向的法向截面中达到三阶密切,从而大大减少走刀次数,增加切削宽度,提高加工效率,本文给出了边界不受限制的单张曲面的刀位及刀具轨迹的计算方法。     

涡轮叶片的曲面重构及误差分析

由于涡轮叶片多为扭曲的变截面曲面,形状复杂,传统测量方法难以满足要求。提出采用激光扫描测头搭载在多自由度机械手上的方式,获得叶片型面几何数据,并利用逆向工程软件Imageware,对叶片曲面点云重构得到CAD模型,以便于叶片各参数的分析检测。实验表明,该方法可对叶片作一般性的精度检测与分析。     

基于曲面迭代的离心泵数值叶片模型

针对传统的泵CAD软件存在的缺陷,依据泵的水力设计用Bezier曲线来拟合各轴面流线,依据轴面流线、叶片安放角沿流线的分布函数及叶片的型线方程得到叶片表面上离散点集,提出用一种基于盈亏修正思想的迭代非均匀B-spline曲面算法来拟合叶片型面;利用调节轴面流线的控制点及叶片安放角的分布规律来调节叶片表面的各型值点,从而达到调控叶片曲面的目的;建立数值叶片模型与泵的设计参数间的关系,实现叶片的参数化设计,摒弃繁琐的二维木模图。实例表明提出的数值叶片模型是合理的,具有重要的理论意义和工程应用价值。     

用于发动机边缘损伤型叶片修复的曲面重构方法

发动机损伤叶片的表面重构是发动机叶片修复的一个关键问题。在多种损伤类型叶片的曲面重构中,边缘损伤型叶片的表面重构具有较大困难,因此类叶片表面在边缘处过渡复杂,而且损伤后的叶片发生了变形。本文针对上述问题提出一种面向边缘损伤型叶片表面的曲面重构方法。首先,重构非损伤截面轮廓的表面轮廓和边缘轮廓,边缘轮廓采用贝塞尔曲线进行重构;然后,通过预测边缘损伤区域贝塞尔曲线的控制点重构损伤区域边缘轮廓,通过将表面轮廓曲线与贝塞尔曲线进行搭接得到损伤区域完整截面曲线;最后,通过放样各个截面曲线获得重构的叶片表面。本文对所提重构方法进行验证并进行误差分析,结果表明了所提方法的有效性。     

用二阶密切曲率法加工自由曲面

采用二阶密切曲率法,即采用中凹的盘形铣刀取代传统的球头或鼓形铣刀,在每一行程中让刀具轴线相对于工件按特定的规律摆动,使得在垂直于进给方向的法截面中,由刀尖轨迹形成的包络面与理论曲面的法截线具有相同的1阶～2阶导数,从而在保证加工精度不变的前提下,使切削带宽度大幅度增加,提高加工效率。主要讨论了刀位及刀具轨迹的算法。     

大型叶片五坐标数控加工进给速度优化

针对大型叶片数控加工中存在加工余量分布不均匀的现象 ,本文在建立叶片毛坯曲面模型的基础上 ,提出了一种基于恒切削量的进给速度优化算法 ,在计算刀位轨迹、生成 NC代码的过程中实现了进给速度的优化。实践表明 ,这种方法能够提高大型叶片的五坐标数控加工效率 ,降低刀具磨损 ,改善叶片表面加工质量。