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简论汽轮机汽轮机叶片加减速插补与刀补算法学术

收藏本文 2024-04-05 点赞:6564 浏览:19138 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:汽轮机叶片的设计制造水平是衡量汽轮机技术优劣的主要指标之一。汽轮机叶片是汽轮机的关键部件,叶片加工的型面形状对于汽轮机的级效率影响重大。现代设计的叶片型而形状日趋复杂,加工工艺策略不断更新,加工要求更为严格。叶片加工精度和质量将直接影响到机组的运转效率和安全可靠性,由此探讨如何提升汽轮机叶片加工精度和效率具有重要的实际运用价值。为满足汽轮机叶片高速高精度加工的需要,针对叶片横截面曲率半径变化大的结构特点,提出改善的NURBS曲线加减速插补算法对叶片进行插补。该策略考虑了高速高精度加工中容易超限的弓高误差和机床所能承受的加速度等因素,在插补中对进给速度突变的敏感区域进行加减速制约,使进给速度既符合加减速的要求,又能随曲线曲率自适应调整,因而可在提升轮廓加工精度同时,显著地减小加工历程中对机床的冲击。仿真试验表明,叶片采取该插补算法在满足机床速度和加速度约束的前提下,保证了加工的高速与高精度,且实现了加工时速度的平滑过渡。提出一种新的基于法矢量的NURBS曲线和曲面的刀具半径补偿算法,也叫等距算法。与目前常用简单曲线去近似逼近等距曲线和等距曲面的算法不同,新算法在三次NURBS曲线和双三次NURBS曲面矩阵表示形式的基础上推导计算出基曲线和基曲面上任意点处的单位法矢,将基曲线和基曲面沿着法矢方向进行等距偏置得到等距曲线和等距曲面。关键词:汽轮机叶片论文数控加工论文NURBS曲线曲面论文加减速插补算法论文法向矢量论文

    摘要5-6

    Abstract6-9

    第1章 绪论9-15

    1.1 选题背景及其作用9-10

    1.2 国内外探讨动态10-13

    1.2.1 叶片三维造型及加减速插补算法探讨近况10-12

    1.2.2 二维和三维刀补探讨近况12-13

    1.3 本论文探讨内容13-15

    第2章 NURBS曲线曲面基础论述及汽轮机叶片建模15-29

    2.1 NURBS曲线和NURBS曲面的定义15-18

    2.1.1 NURBS曲线15-17

    2.1.2 NURBS曲面17-18

    2.2 NURBS曲线和NURBS曲面的矩阵表示形式18-21

    2.2.1 NURBS曲线的矩阵表示形式18-20

    2.2.2 NURBS曲面矩阵表示形式20-21

    2.3 基于NURBS曲面的汽轮机叶片建模21-28

    2.3.1 汽轮机叶片建模22-24

    2.3.2 叶片建模实例24-26

    2.3.3 叶片拟合误差浅析26-28

    2.4 本章小结28-29

    第3章 NURBS曲线加减速插补算法及其在汽轮机叶片数控加工中的运用29-43

    3.1 加减速制约策略概述29-30

    3.2 S形曲线加减速参数计算30-33

    3.3 叶片的NURBS曲线加减速插补算法33-37

    3.3.1 曲线弧长和减速点的预测34-35

    3.3.2 最大弓高误差和最大法向加速度的制约35-37

    3.4 叶片插补实例浅析37-42

    3.5 本章小结42-43

    第4章 基于法矢量的NURBS曲线曲面刀具半径补偿探讨43-56

    4.1 二维刀具半径补偿43-45

    4.2 三维刀具半径补偿45-49

    4.2.1 曲面参数方向与参数选取45-46

    4.2.2 等距曲面的计算46-47

    4.2.3 曲面蒙皮算法47-48

    4.2.4 曲面蒙皮误差浅析48-49

    4.3 仿真实例计算49-54

    4.3.1 等距曲线计算实例49-51

    4.3.2 等距曲面计算实例51-54

    4.4 本章小结54-56

    第5章 结论与展望56-58

    5.1 结论56

    5.2 展望56-58

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