1、葉片在汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、船舶推進(jìn)器等動(dòng)力裝置中是關(guān)鍵零件。葉片型面作為典型自由曲面所具有的復(fù)雜的幾何形狀特征，使得它的設(shè)計(jì)加工歷來(lái)就是難點(diǎn)。圍繞著葉片型面的拋光磨削加工，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有經(jīng)濟(jì)可靠的數(shù)控拋磨設(shè)備，各大葉片廠家不得不引進(jìn)價(jià)格高昂的多軸砂帶拋磨數(shù)控機(jī)床、拋磨工業(yè)機(jī)器人。結(jié)合我國(guó)具體國(guó)情，研究葉片型面拋磨加工相關(guān)技術(shù)，自主研制一套經(jīng)濟(jì)、高效、能滿足一定精度要求的葉片型面拋磨數(shù)控加工專用設(shè)備，切實(shí)解決葉片生產(chǎn)當(dāng)中實(shí)際存在

2、的這一生產(chǎn)難題具有十分重大的意義。 一套完整的數(shù)控機(jī)床設(shè)備主要由配套CAD/CAM 系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)以及機(jī)床機(jī)械紿構(gòu)本體三個(gè)部分組成，葉片砂帶拋磨數(shù)控設(shè)備的研制也主要涉及這三個(gè)方面內(nèi)容的研究。本文首先分析葉片幾何特征對(duì)控制刀具位姿的影響，從理論上對(duì)完成葉片砂帶拋磨加工所需機(jī)床軸數(shù)作出了合理解釋，初步確定了機(jī)床結(jié)構(gòu)形式，提出“三軸數(shù)控+兩軸手動(dòng)”的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工方案。 在此基礎(chǔ)上，沿著數(shù)控加工路線，以葉片模型為輸入，

3、生成刀軌，完成前置處理。推廣應(yīng)用機(jī)器人學(xué)中經(jīng)典的D-H法成功解決了五軸機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)建模問(wèn)題，通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)反解，跳過(guò)由刀軌生成NC代碼的后置處理過(guò)程，將刀位軌跡直接轉(zhuǎn)化為機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)。將該結(jié)果輸出到仿真環(huán)境中，以機(jī)床運(yùn)動(dòng)加工過(guò)程仿真取代刀軌驗(yàn)證仿真和數(shù)控代碼驗(yàn)證仿真；輸出到開放式數(shù)控系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床，從而實(shí)現(xiàn)了葉片型面砂帶拋磨加工的CAD/CAM/CNC的一體化集成。 在CAD/CAM系統(tǒng)方面，UG、Pro/E 等商業(yè)軟件作為通用軟

4、件均不能針對(duì)葉片砂帶磨削加工的實(shí)際情況進(jìn)行仿真、輔助制造。為此，在UG環(huán)境下，綜合UG建模裝配、二次開發(fā)、運(yùn)動(dòng)分析各功能模塊完成三類五軸機(jī)床葉片拋磨加工的加工過(guò)程仿真。在已有基于OpenGL的CAD建模系統(tǒng)框架上，增加了自由曲線、曲面的建模功能，并實(shí)現(xiàn)了葉片型面的CAD建模，將UG平臺(tái)上的加工過(guò)程仿真移植到基于OpenGL的開放平臺(tái)上。 在數(shù)控系統(tǒng)方面，采用基于 PC 總線的國(guó)產(chǎn)固高GE-400-SV運(yùn)動(dòng)控制器作為控制系統(tǒng)的硬件