半开式整体叶轮的定轴插铣加工

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1、万方数据硕士学位论文半开式整体叶轮的定轴插铣加工PlungeMillingoftheSemi-openIntegralImpellerwithFixedRotatingAxis学号：21204028大连理工大学DalianUniversityofTechnology万方数据大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途

2、使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：作者签名：万方数据大连理工大学硕士学位论文摘要透平机械作为一种能量转换的机械，广泛应用于交通、航空航天、石油化工、能源电力等行业，在国民经济中占有重要的地位。叶轮是影响其性能的核心部件，因此做好叶轮的设计制造对提高行业竞争力、促进国民经济发展具有重要的作用。叶轮加工所涉及方面较多，企业和学术界都从不同方面作了大量研究，但是叶轮的粗加工阶段的加工效率一直得不到有效

3、提高。本文针对半开式整体叶轮，利用目前应用较少且效率较高的插铣方法，提出了一种基于最大刀位规划区域的定轴插铣方法；为了进一步提高效率，又提出了将流道进行分段加工，每段选用不同刀具以提高加工效率的方法。文章主要内容有：首先，给出了构建叶轮数字化模型的思路。介绍了构建模型的数学工具：B样条曲线、直纹面和回转面，并对建模过程中所涉及的算法和原理进行了推导和分析。构建了叶轮的数字化模型。为了提高叶轮粗加工阶段的加工效率，本文采用目前研究较少的定轴插铣方法。为了提高材料去除比率，针对叶轮定轴插铣时所切除的材料形状

4、是一般柱体的特点，根据去除材料体积与一般柱体投影线围成区域面积成正比的规律，提出了刀位规划区域的概念；并建立了以刀位规划区域面积最大为优化目标的数学模型。在满足工程需要的前提下，对模型进行了适当转化，并给出了所涉及的相关算法。利用Matlab软件求解模型得到了刀位规划区域面积最大时的刀轴方向。针对目前流道分段加工没有通用的算法的情况，提出以流道宽度作为分段标准；对流道宽度做出定义，并给出了在流道轴盘和盖盘宽度相同处对流道进行分段的具体算法：以每个分段作为加工对象，通过前述定轴插铣方法优化得到不同刀轴方向

5、，在每个分段选用不同的刀具进行加工；最后通过仿真实例验证了所提算法的有效性。在uG软件上完成了对叶轮的叶片半精和精加工，轮毂精加工，清根加工。最后本文进行了三因素四水平正交插铣试验，用极差分析法对所得数据进行了分析，在分析结果的基础上对插铣切削用量选择提出了合理建议。关键词：整体叶轮；定轴插铣；刀位规划区域；流道划分；正交试验万方数据半开式整体叶轮的定轴插铣加工PlungeMillingoftheSemi-openIntegralImpellerwithFixedRotatingAxisAbstract

6、Asatypeofenergyconversionmachine，turbomachineryiswidelyusedformanyindustries．suchastransportindustry,aerospaceindustry,petrochemicalindustry，whichoccupiesallimportantplaceinthenationaleconomy．ImpelleriSthecorecomponentofturbomachinery，SOinordertoenhancei

7、ndustrycompetitionabilityandimprovethedevelopmentofnationaleconomy，itiSessentialtoimprovethedesignandmanufacturemethodsofimpeller．Impellermachininginvolvesmanyaspects，academyandenterpriseshavetakenagreatdealofresearchfromdifferentaspects，butimprovingthep

8、rocessmgefficiencyatthestageofroughmachiningisalwaysadifficultproblem．Plungemillingwithfixedrotatingaxis，ahigh．efficiencyprocessingmethod，Wasusedinthisthesisandtargetsintegralimpeller，whichbasedonthemaximumt001．pathplannin