[发明专利]基于整体叶轮叶片形状的精铣变进给速度优化方法

摘要

本发明公开了一种基于整体叶轮叶片形状的精铣变进给速度优化方法，包括：根据整体叶轮叶片的几何形状，生成基于球头半径为R_T的球头刀叶片精加工的刀位轨迹源文件，该刀位轨迹源文件记录有加工坐标系下的刀位点坐标及其对应的刀轴矢量，导入叶轮的单个叶片模型，通过叶片上的点到叶轮中心的距离判断出流道与叶片的交线，提取交线并按照等弦高将该交线离散成W个点，并且这W个点组成点集U，设定叶片的顶端到末端纵深加速比例ω，对步骤（1）中生成的刀位轨迹源文件依次进行逐行读取和解析，以提取（1）中生成的刀位轨迹源文件的全部切削路径的刀位点信息。本发明能够克服现有方法中存在的加工效率低、加工质量差以及刀具磨损严重的技术问题。

主权项

1.一种基于整体叶轮叶片形状的精铣变进给速度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据整体叶轮叶片的几何形状，生成基于球头半径为R_T的球头刀叶片精加工的刀位轨迹源文件，该刀位轨迹源文件记录有加工坐标系下的刀位点坐标x，y，z，及其对应的刀轴矢量i，j，k；（2）对步骤（1）中生成的刀位轨迹源文件依次进行逐行读取和解析，以提取（1）中生成的刀位轨迹源文件的全部切削路径的刀位点信息，并获取刀位轨迹源文件中所有切削路径的数量N；（3）对于所有N条切削路径中的每一条切削路径的进给速度进行优化；具体为：（3-1）读取每一条切削路径中每一个刀位点信息，包括刀位点坐标[x，y，z]^q，其中q表示该条切削路径的第q个刀位点，以及第q个刀位点对应的刀轴矢量其中T表示转置矩阵；（3-2）根据刀位点信息计算每一条切削路径上的刀位点对应刀触点处的叶片厚度及悬长；（3-3）获取刀位点基于对应刀触点处叶片厚度优化后的进给速度，并根据该进给速度和该刀位点对应刀触点处的悬长获取该刀位点的最终进给，具体包括以下子步骤：（3-3-1）获取划分的圆角区内刀触点对应的刀位点的进给速度F_1mzx，以及平滑区最大厚度处对应的刀位点的进给速度F_2max，通过线性插值法得到其余厚度值δ_Q1，δ_Q2…δ_Qs，δ_P1，δ_P2…δ_Pr处对应的刀位点的进给速度，并通过这些进给速度得到该条切削路径中每个刀位点基于对应刀触点处叶片厚度优化后的进给速度F_q0；（3-3-2）根据每个刀位点基于对应刀触点处叶片厚度优化后的进给速度F_q0和该刀位点对应刀触点处的悬长l_q获取该刀位点的最终进给F_q，具体为：F_q＝η·F_q0其中η是比例系数，且η=(lmax-lq)ω+lqlmax]]>其中ω表示叶片的顶端到末端纵深加速比例，且有ω≥1；（3-3-3）重复（3-3-2）步骤，直到得到该条切削路径中所有刀位点的进给速度为止。