基于CATIA的叶片曲面造型技术研究

本文针对鼓风机直纹面形式的叶轮叶片曲面,采用三次准均匀B样条方法,对叶片中性面上的轴盘曲线和盖盘曲线两组离散数据点进行插值曲线反算,进而建立了叶片曲面和叶片中性面,并以现代技术为手段给出叶轮曲面的建模方法。研究表明将曲线曲面理论分析和几何仿真相结合,是构造叶片曲面的有效途径。     

叶片空间型面造型对离心泵性能的影响研究

为了研究叶片空间型面造型对离心泵外特性、内部流场的影响,以一台普通离心泵为研究模型,利用Cfturbo软件设计了两种相同设计参数,不同叶片型面造型的叶轮模型,采用标准k-ε湍流模型对两种模型叶轮离心泵内部流场进行单相定常数值模拟,并采用RNGk-ε湍流模型对两种叶轮模型离心泵空化性能进行数值模拟,得到内部流场特征、水力性能。并通过离心泵性能试验对数值模拟结果进行验证。研究结果表明:设计工况下,自由曲面叶片叶轮离心泵的扬程比倾斜直纹面叶片叶轮离心泵高0.45 m,NPSHR相同;通过优化倾斜直纹面叶片叶轮完全可以代替自由曲面叶片叶轮,降低企业的生产成本。     

任意扭曲叶轮五轴数控侧铣的算法研究

为提高任意扭曲叶轮五轴整体铣制的加工质量和效率,在粗铣阶段,拟合出一个"加厚"的单一直纹面叶片来包络任意扭曲叶片,实现用侧铣来完全代替点铣加工;在半精加工阶段,对侧铣粗加工作出改进,选取符合条件的原设计任意曲面的型值线作为分界线,分段进行直纹面的拟合,实现分段侧铣,同时兼顾高效性和叶片成形面精确度要求。并以某型号叶轮为例,通过整体建模、数控编程以及实际加工验证了算法在实践中的可行性。     

基于NX二次开发的直纹面叶片造型技术

总结了文献中叶轮造型的方法的优点与不足。提出使用NXGrip二次开发来提高计算和建模效率。使用MATLAB导入了叶片中面原始数据并生成了创建点和厚度数组的Grip代码。使用NX Grip二次开发创建了叶片的插值节点、三次B样条和直纹面。从工艺的角度对叶轮的结构进行了分析。对中面进行适当延伸,加厚并进行修剪得到叶片实体。对叶轮其它结构进行建模并最终生成可用于加工的叶轮模型。     

整体叶轮五轴侧铣数控加工方法的研究

为提高整体叶轮的五轴编程和加工的能力,生成合理的刀位文件,在制定出合理的加工工艺的基础上,提出了一种适合于直纹面叶片五轴侧铣加工的刀轴矢量计算方法.对两个相邻叶片的直母线进行插值后,得到的刀轴矢量能完全避免刀具与叶片之间的干涉问题.同时,提出了一种小四边形参数模型来解决直线与自由曲面求交问题,并成功应用于刀心计算中.实例计算表明,所提出的方法能很好地应用于整体叶轮的五轴加工.     

基于SurfMill与一种双转台五轴数控机床的整体叶轮的编程与加工

整体叶轮叶片多为非可展扭曲直纹面,加工精度要求高、加工难度大,五轴联动数控机床是加工整体叶轮的一种理想方法。基于SurfMill 9.0软件平台对整体叶轮进行数控加工工艺设计与自动编程,并应用JDGR 400双转台五轴联动数控机床对其进行数控加工,充分体现出五轴联动加工技术对叶轮类零件加工的技术优势,为今后加工相关复杂曲面类零件提供参考。     

数控电解精修整体叶轮叶片型面过切问题研究

针对直线刃简单阴极电解精修直纹面整体叶轮扭曲叶片时的过切问题,提出利用调整阴极运动轨迹的方法予以解决。利用给定数据点对叶片直纹型面进行拟合,通过对叶片型面进行离散推导出编制数控加工程序要求的各轴运动量计算公式。分析了扭曲叶片的几何特性,对利用具有一定宽度的直线刃阴极加工叶片型面时相邻区域产生过切的问题进行了分析,对过切量进行了计算,推导出了初始加工运动轨迹的修正方案,最终加工出满足要求的整体叶轮叶片。     

三元叶轮在轮盖上铣制叶片的加工工艺

一、前言一般闭式三元叶轮的叶片铣在叶轮的轴盘上 ,然后采用开槽焊和钎焊的方法将叶片与盖盘焊在一起 ,这已经成为比较成熟的加工工艺用于实际生产中。但由于三元叶轮结构形式的不同 ,为降低焊接难度、制造成本和提高叶轮制造质量 ,可采用三元叶片铣在盖盘上这种新的加工工艺。二、叶轮的结构特点首先要定制叶片入口处的直纹面方向 ,如果刀具在叶片入口沿直纹面方向与叶轮的盖盘或对面的叶片发生干涉的话 ,这种叶轮从加工角度来讲是不可行的。其次这种叶轮的典型结构特征为叶片入口处扭曲 ,而且在此处盖盘面曲率较大 ,叶片出口侧形似二元轮…     

数控展成电解磨削整体叶轮叶片型面的研究

为解决整体叶轮叶片型面的精加工难题 ,进行了五轴联动数控展成电解磨削的基础研究。根据数控展成电解磨削整体叶轮叶片型面这一加工方法的特点 ,在分析了数控展成电解磨床的结构与运动的基础上 ,介绍了经济型多轴数控系统及其联动控制方法 ,建立了电解磨削非平行直纹展成曲面的数学模型 ,开发了五轴联动数控展成电解磨削自动数控编程系统 ,对航空发动机整体叶轮的叶片型面进行了电解磨削的工艺试验。结果表明 ,数控展成电解磨削工艺的加工精度和表面粗糙度可满足整体叶轮的技术要求。     

空间直纹和准直纹曲面加工刀具轨迹生成及五轴后置软件研制

本文叙述了用三次样条拟合曲线的分段粗精光顺和用直纹面拟合列表曲面的误差计算，叶轮叶片曲面五轴加工刀具轨迹和ＮＣ程序生成的原理和方法，介绍了一个包括以上主要功能的自动编程系统及其实际应用示例。     

空间直纹和准直纹曲面加工刀具轨迹生成及五轴后置软件研制

本文叙述了用三次样条拟合曲线的分段粗精光顺和用直纹面拟合列表曲面的误差计算，叶轮叶片曲面五轴加工刀具轨迹和ＮＣ程序生成的原理和方法，介绍了一个包括以上主要功能的自动编程系统及其实际应用示例。     

基于UGNX的叶轮五坐标数控加工方法研究

叶轮具有结构复杂、数量种类多的特点,重要用途的叶轮一般由可展直纹面和自由曲面构成。这种结构的叶轮具有曲率变化大、流道窄及扭角大等特点,比较难加工。本文以UG NX为平台,对自由曲面叶轮进行造型设计,从工艺参数的确定、到位规划和后置处理,最后在菲迪亚HS664 RT五轴加工中心上进行五轴加工完成零件的试切加工,证实了该方法的合理性和有效性。     

基于智能检测技术精确高效测量叶轮叶片

叶轮叶片型面通常为自由曲面,结构较为复杂,对叶轮叶片进行智能化检测和误差评定是保证叶轮叶片曲面加工质量的关键。对此,提出了基于智能检测技术对叶轮叶片进行精确、高效测量的方法。在测量中,使用三坐标测量设备,将叶轮叶片智慧装夹、测量路径规划、曲面拟合分析的结果用于优化后续加工的装夹姿态与快速误差修正,由此提高叶轮叶片的制造精度和加工效率。     

规律曲面逆向工程与误差分析

用专业逆向工程软件Imageware对发动机增压叶轮进行逆向建模,研究发现可用投影法和旋转叠加法将规律的叶片点云和叶轮回转面点云处理成相切圆弧线,并以线构面。同时,通过误差分析控制所构曲面充分逼近实物数据,再将Imageware与UG结合构建实物三维模型。     

数控展成是电解磨削整体叶轮叶片型面的研究

为解决整体叶轮片型面的精加工难题，进行了五轴联动数控展成电解磨削的基础研究，根据数控展成电解磨削整体叶轮叶片型面这一加工方法的特点，在分析了数控展成电解磨床的结构与运动的基础上，介绍了经济型多轴数控系统及其联动控制方法，建立了电解磨削非平行直纹展成曲面的数学模型，开发了五轴联动数控展成电解磨削自动数控编程系统，对航空发动机整体叶轮的叶片型面进行了电解磨削的工艺试验。结果表明，数控展成电解磨削工艺的加工精度和表面粗糙度可满足整体叶轮的技术要求。     

直纹面叶轮插铣加工关键技术

为提高整体叶轮的粗加工效率,弥补目前商用计算机辅助制造软件在五坐标插铣加工能力方面的不足,研究了直纹面叶轮五坐标插铣加工的关键技术。根据直纹面叶片的偏移边界矢量,利用四元数插值方法计算插铣加工的刀轴矢量,提出并推导了五坐标插铣加工的行距和步距计算公式,保证了插铣加工的材料去除率和加工效率。依据上述算法自主开发了整体叶轮五坐标插铣加工专用计算机辅助制造软件,并对该软件生成的刀具轨迹进行了仿真和实际加工验证。结果证明,该方法在一定程度上提高了叶轮零件的粗加工效率。     

精密展成电解加工整体叶轮的数控编程

以直纹面叶型整体叶轮为例 ,介绍了采用四轴联动方式精密展成电解加工整体叶轮叶片型面时 ,叶片型面的拟合方法、展成运动轨迹的生成算法以及各轴加工速度的确定方法 ,并结合实际加工工艺 ,对算法误差进行了初步分析。在此基础之上 ,利用 VC++6 .0开发了相应的数控编程软件     

数控展成电解光整加工整体叶轮叶片型面的研究

讨论了棒状阴极展成电解加工的成型规律。对其光整加工整体叶轮直纹面叶片型面的几何误差进行了计算，在此基础上提出了一种分段加工的刀位算法。     

一种离心叶轮三维叶片的快速成型方法

为了缩短离心叶轮叶片的三维设计周期，实现闭式离心叶轮自由曲面叶片的三维快速成型，本文提出了一种基于叶片中间面的自由曲面叶片快速成型方法。首先，采用三次均匀B样条理论对叶片中间面曲线坐标进行双向加密重构；然后，结合空间曲线参数方程及空间矢量相加法，则以重构后的中间网格面为基准建立初始叶片三维网格模型；最后，采用叶片中间面曲线坐标点绕轴旋转形成的空间曲线和初始叶片三维微元网格求交，求解获得单个自由曲面叶片曲面离散坐标。整个叶片三维建模过程可实现不同前、尾缘及厚度形状组合的离心叶轮三维叶片快速成型；该方法和传统的CAD建模方法相比，其调整叶片形状更加快捷便利，不仅能够提高离心叶片三维建模精度和效率，而且为叶片三维模型设计及优化提供了帮助。     

基于Geomagic的叶轮逆向建模与再设计研究

运用3D扫描技术,结合正、逆向建模软件,对复杂曲面类零件进行反求设计与再设计。首先对叶轮的外形特征进行数据采集和点云处理,然后通过Geomagic DesignX进行逆向数字建模,重构3D数字模型,并对重构的曲面进行精度与质量分析,最后对叶轮的再设计进行了研究。该研究可为叶轮的逆向设计、结构参数优化再设计提供一种技术手段。