整体叶片盘的四轴联动数控加工

2 鼓形铣刀加工算法确定
   
　　 用球头铣刀。用球头铣刀加工时，编制数控加工程序的算法比较简单，计算量少。一般计算过程如下:首先得到叶片曲面上各点的三维直角坐标(X,Y,Z)和矢量坐标(I,J,K)，然后根据刀具半径，计算得到球头刀刀心的坐标值。

　　 最后，利用刀具的摆角刀，将球心坐标进行旋转变换，得到刀位点的坐标值(X,Y,Z,β)。

　　 以上方法仅适用于球头铣刀，因为球头铣刀绕球心旋转时，球头上总会有一点与零件面接触。

　　 对于鼓形铣刀，当刀具绕刀心摆动角β比较大时，刀具上可能没有点与零件面接触，而且随着摆角的增大，刀具离零件面的距离会增大。

　　 为了使刀具摆动过程中不偏离零件面，可用如下方法解决:

　　 将零件型面上点的直角坐标(X,Y,Z)和矢量坐标(I,J,K)同时旋转摆角a，得到(X₁,Y₁;Z₁，I₁,J₁,K₁)，然后将I₁，J₁投影到水平面(XY平面)，得到I₂ ,J₂，最后计算得到刀位点的坐标。

3 第三级叶片盘加工程序编制

　　 1)用UG软件强大的造型功能，造出汗卜片盘的实体模型

　　 根据研究所提供的原始数据点即三维坐标点，做出样条曲线，然后进行光顺处理，使截面线的曲率变化有一定的规律。最后，通过样条曲线建立扫描曲面。通过观察和分析叶形曲面，得到叶片之间流道的最小距离以及刀具的最大摆动角度。

　　 2)获取刀位原始数据

　　 利用UG18. 0中的加工模块，得到加工曲面的刀位原文件(.d。文件)，其中包含有曲面上各点的坐标X,Y,Z以及它的矢量I,J,K。

　　 3)数据分析

　　 为了确定刀具的摆动角度，首先对曲面上点的矢量情况进行分析。在一定高度的截面上，分别取叶盆和叶背数据一组进行分析。根据曲面上点的分布规律，得到各点的原始刀位角度。

　　 4)数据处理过程

　　 程序生成过程中主要环节为数据处理。首先，在获取叶形曲面的等距坐标点时，将整个叶形分为4个小部分，包括叶片两边缘的圆弧转接段和圆弧之间的比较直的两段。因为每小块曲面的变化情况不同，在处理过程中也需将它们分别对待。通过分析刀位数据，发现在同一小曲面片里面，它的变化有一定的规律。根据所得到的变化情况，确定叶片型面各点的原始刀位角度(β1}然后，根据刀具的参数作一定的调整，得到各点的实际刀位角度(β)。分别处理各曲面片后，再将各部分组合起来，形成可适用的加工程序。

4 结论

　　 新编程序经过试加工，并计量叶片型面，结果达到设计要求。通过这次编程实践，解决了三类叶片盘的四轴联动加工程序编制问题，为复杂曲面的四轴联动加工程序编制提供了新的思路。