CN107479502A - 一种离心式三元叶轮焊接坡口五轴数控加工方法 - Google Patents
一种离心式三元叶轮焊接坡口五轴数控加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107479502A CN107479502A CN201710867518.9A CN201710867518A CN107479502A CN 107479502 A CN107479502 A CN 107479502A CN 201710867518 A CN201710867518 A CN 201710867518A CN 107479502 A CN107479502 A CN 107479502A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mrow
- mover
- welding groove
- rightarrow
- impeller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 6
- 101100379079 Emericella variicolor andA gene Proteins 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/4093—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine
- G05B19/40937—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine concerning programming of machining or material parameters, pocket machining
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/32—Operator till task planning
- G05B2219/32161—Object oriented control, programming
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种离心式三元叶轮焊接坡口五轴数控加工方法，具体包括离散处理、计算刀位以及输入执行三个步骤，能够实现两件焊离心式三元叶轮焊接坡口的一键式自动编程。在叶轮铣制工序完成后，在同台五轴机床上直接进行焊接坡口的铣制加工，能够在提高坡口的加工精度和加工效率的同时避免手工修磨对工人健康的危害。
Description
技术领域
本发明涉及一种数控加工方法。
背景技术
目前通常采用的手工修磨焊接坡口加工效率低，极大影响了叶轮的高效加工，最为关键的是手工修磨方法对工人的身体健康造成极大危害。采用数控切割机加工叶轮焊接坡口需进行二次装夹、找正，焊接坡口尺寸较小，二次装夹后采用数控切割机加工焊接坡口，很难保证加工精度。
发明内容
本发明的目的是为克服上述问题，提出一种离心式三元叶轮焊接坡口五轴数控加工方法，能够实现两件焊离心式三元叶轮焊接坡口的一键式自动编程。在叶轮铣制工序完成后，在同台五轴机床上直接进行焊接坡口的铣制加工，能够在提高坡口的加工精度和加工效率的同时避免手工修磨对工人健康的危害。
本发明所提出的一种离心式三元叶轮焊接坡口五轴数控加工方法根据加工对象的几何特征，将三元叶轮抽象为NURBS曲线和曲面组成的几何体，并用数学方程将三元叶轮表示出来。按照焊接坡口的图纸要求，结合三元叶轮的数学方程，自动计算圆柱刀侧铣加工焊接坡口的刀心轨迹和刀轴矢量并自动输出刀位文件。全过程采用软件编程，最终得到的是一个可以为三元叶轮焊接坡口五坐标加工自动输出数控加工程序的软件算法程序。
附图说明
图1为本发明离散点A对应的压力面焊接坡口铣制刀位求解示意图。
图2为本发明离散点A对应的吸力面焊接坡口铣制刀位求解示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示，进一步阐述上述技术方案。
如图所示的一种离心式三元叶轮焊接坡口五轴数控加工方法具体包括如下步骤：
第一步，离散处理，将所述三元叶轮的叶片中性面盖盘曲线表示为NURBS曲线的参数方程形式，并对中性面盖盘曲线进行离散化处理，设置离散参数间隔，得到若干离散点，取其中任意一点A，随后分别求解每个离散点在压力面盖盘曲线和吸力面盖盘曲线上的法向映射点C、B；
第二步，计算刀位
1.计算离散点A所对应的压力面焊接坡口铣制刀位，首先求得叶片的中性面盖盘曲线在A点的切向矢量以及与矢量所构成平面在A点的法向矢量则矢量与构成切削平面Γ，利用所述切削平面Γ剖切叶片，如图1，刀具直径D，长度L，圆柱铣刀上方预留长度m，焊接坡口宽度W，焊接坡口与压力面所成角度α，O为坐标原点，则刀心Q与刀缘F、触点G满足
可得刀心Q坐标，且即为刀轴矢量；
2.计算离散点A所对应的吸力面焊接坡口铣制刀位，首先求叶片中性面盖盘曲线在A点的切向矢量求得与所构成平面在A点的法向矢量与所构成平面Π即为切削平面，利用平面Π剖切叶片，如图2，刀具直径D，长度L，圆柱铣刀上方预留长度m，焊接坡口宽度W，焊接坡口与压力面所成角度β，O为坐标原点，则刀心Q与刀缘F、触点E满足
可得刀心Q坐标，且即为刀轴矢量.
第三步，输入执行，将叶轮设计数据、刀具尺寸及坡口角度、坡口宽度参数输入Matlab程序，自动输出叶轮焊接坡口数控加工程序。
进一步的，利用所述Matlab算法程序自动计算输出叶轮焊接坡口加工的数控程序。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (2)
1.一种离心式三元叶轮焊接坡口五轴数控加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：
1)离散处理，将所述三元叶轮的叶片中性面盖盘曲线表示为NURBS曲线的参数方程形式，并对中性面盖盘曲线进行离散化处理，设置离散参数间隔，得到若干离散点，取其中任意一点A，随后分别求解每个离散点在压力面盖盘曲线和吸力面盖盘曲线上的法向映射点C、B；
2)计算刀位，计算离散点A所对应的压力面焊接坡口铣制刀位，首先求得叶片的中性面盖盘曲线在A点的切向矢量以及与矢量所构成平面在A点的法向矢量则矢量与构成切削平面Γ，利用所述切削平面Γ剖切叶片，如图1，刀具直径D，长度L，圆柱铣刀上方预留长度m，焊接坡口宽度W，焊接坡口与压力面所成角度α，O为坐标原点，则刀心Q与刀缘F、触点G满足
<mrow>
<mover>
<mrow>
<mi>Q</mi>
<mi>O</mi>
</mrow>
<mo>&RightArrow;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mover>
<mrow>
<mi>A</mi>
<mi>O</mi>
</mrow>
<mo>&RightArrow;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<mi>G</mi>
<mi>A</mi>
</mrow>
<mo>&RightArrow;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<mi>F</mi>
<mi>G</mi>
</mrow>
<mo>&RightArrow;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<mi>P</mi>
<mi>F</mi>
</mrow>
<mo>&RightArrow;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<mi>Q</mi>
<mi>P</mi>
</mrow>
<mo>&RightArrow;</mo>
</mover>
</mrow>
可得刀心Q坐标，且即为刀轴矢量；
计算离散点A所对应的吸力面焊接坡口铣制刀位，首先求叶片中性面盖盘曲线在A点的切向矢量求得与所构成平面在A点的法向矢量 与所构成平面Π即为切削平面，利用平面Π剖切叶片，如图2，刀具直径D，长度L，圆柱铣刀上方预留长度m，焊接坡口宽度W，焊接坡口与压力面所成角度β，O为坐标原点，则刀心Q与刀缘F、触点E满足
<mrow>
<mover>
<mrow>
<mi>Q</mi>
<mi>O</mi>
</mrow>
<mo>&RightArrow;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mover>
<mrow>
<mi>A</mi>
<mi>O</mi>
</mrow>
<mo>&RightArrow;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<mi>E</mi>
<mi>A</mi>
</mrow>
<mo>&RightArrow;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<mi>F</mi>
<mi>E</mi>
</mrow>
<mo>&RightArrow;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<mi>P</mi>
<mi>F</mi>
</mrow>
<mo>&RightArrow;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<mi>Q</mi>
<mi>P</mi>
</mrow>
<mo>&RightArrow;</mo>
</mover>
</mrow>
可得刀心Q坐标，且即为刀轴矢量；
3)输入执行，将叶轮设计数据、刀具尺寸及坡口角度、坡口宽度参数输入Matlab程序，自动输出叶轮焊接坡口数控加工程序。
2.根据权利要求1所述的一种离心式三元叶轮焊接坡口五轴数控加工方法，其特征在于，用Matlab程序编制数控程序。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710867518.9A CN107479502B (zh) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | 一种离心式三元叶轮焊接坡口五轴数控加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710867518.9A CN107479502B (zh) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | 一种离心式三元叶轮焊接坡口五轴数控加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107479502A true CN107479502A (zh) | 2017-12-15 |
| CN107479502B CN107479502B (zh) | 2019-10-08 |
Family
ID=60586745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710867518.9A Active CN107479502B (zh) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | 一种离心式三元叶轮焊接坡口五轴数控加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107479502B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108153968A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-12 | 沈阳透平机械股份有限公司 | 三元叶片k型坡口的造型方法 |
| CN112757307A (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-07 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种机器人加工三元叶轮叶片焊接坡口的装备和方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101710236A (zh) * | 2009-10-22 | 2010-05-19 | 中国第一重型机械股份公司 | 大型球体空间曲面上多个空间孔焊接坡口的数控加工方法 |
| CN102866671A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-09 | 北京新风机械厂 | 大圆弧直纹面数控加工刀具轨迹规划方法 |
| KR20150022122A (ko) * | 2013-08-22 | 2015-03-04 | 대우조선해양 주식회사 | 선박의 러더 핀틀커버 자동 용접방법 |
| CN105081472A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-11-25 | 中广核工程有限公司 | 核电站crdm下部ω焊缝坡口加工方法及刀具 |
| CN105844067A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-08-10 | 大连船舶重工集团有限公司 | 一种船体曲板焊接变坡口自动加工数据的获取方法 |
-
2017
- 2017-09-22 CN CN201710867518.9A patent/CN107479502B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101710236A (zh) * | 2009-10-22 | 2010-05-19 | 中国第一重型机械股份公司 | 大型球体空间曲面上多个空间孔焊接坡口的数控加工方法 |
| CN102866671A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-09 | 北京新风机械厂 | 大圆弧直纹面数控加工刀具轨迹规划方法 |
| KR20150022122A (ko) * | 2013-08-22 | 2015-03-04 | 대우조선해양 주식회사 | 선박의 러더 핀틀커버 자동 용접방법 |
| CN105081472A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-11-25 | 中广核工程有限公司 | 核电站crdm下部ω焊缝坡口加工方法及刀具 |
| CN105844067A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-08-10 | 大连船舶重工集团有限公司 | 一种船体曲板焊接变坡口自动加工数据的获取方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王贞凯 吴勤: "《三峡转轮X型叶片五轴联动数控加工技术》", 《东方电机》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108153968A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-12 | 沈阳透平机械股份有限公司 | 三元叶片k型坡口的造型方法 |
| CN108153968B (zh) * | 2017-12-22 | 2020-12-29 | 沈阳透平机械股份有限公司 | 三元叶片k型坡口的造型方法 |
| CN112757307A (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-07 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种机器人加工三元叶轮叶片焊接坡口的装备和方法 |
| CN112757307B (zh) * | 2019-11-05 | 2022-06-14 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种机器人加工三元叶轮叶片焊接坡口的装备和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107479502B (zh) | 2019-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dubovska et al. | Implementation of CAD/CAM system CATIA V5 in Simulation of CNC Machining Process | |
| CN109304505B (zh) | 一种三元叶轮的粗铣加工方法 | |
| CN104007697B (zh) | 五轴多行侧铣加工刀位规划方法 | |
| CN103454972A (zh) | 基于ug nx api的刀具五轴数控磨削加工自动编程的方法 | |
| CN103268081A (zh) | 一种用于数控机床的基于精度误差控制的轨迹段转接处理算法 | |
| CN104209565B (zh) | 一种三刃成型刀 | |
| CN107479502A (zh) | 一种离心式三元叶轮焊接坡口五轴数控加工方法 | |
| CN101324790B (zh) | 一种用于去交叉孔毛刺的刀具设计方法及该刀具 | |
| CN101763048A (zh) | 基于变异Voronoi Mountain的飞机复杂构件粗加工刀具选取方法 | |
| CN204053052U (zh) | 一种三刃成型刀 | |
| CN203725798U (zh) | 一种多轮廓成型刀 | |
| WO2014075651A3 (de) | Verfahren zur bestimmung der freiflächenkontur eines wälzschälwerkzeuges, wälzschälwerkzeug und dessen verwendung | |
| CN103586517B (zh) | 一种整体叶轮窄深腔数控铣加工方法 | |
| CN105414621B (zh) | 一种压力面不对称的叶片榫头的加工方法 | |
| CN206464597U (zh) | 一种新型pcd铣刀 | |
| CN109828529B (zh) | 数控系统中实现锯片椭圆切割控制的方法及相应的系统 | |
| CN205020917U (zh) | 多刃成型铣刀 | |
| CN103279066A (zh) | 用于数控机床的基于精度误差控制的轨迹段转接处理算法 | |
| CN104440419A (zh) | 平面二次包络环面蜗轮滚刀侧后角面的数控磨削加工方法 | |
| CN107378136A (zh) | 大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法 | |
| CN203281903U (zh) | 成型刀 | |
| CN204094215U (zh) | 一种立铣刀 | |
| CN206122723U (zh) | 一种单刃高光倒角刀 | |
| CN205464393U (zh) | 一种加工防尘套波形的刀具 | |
| CN109622992A (zh) | 一种回转体深槽的加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240205 Address after: Room 3318, West Gate, 3rd Floor, Building 10, Enji West Park, No.1 Fuwai Liangjia Store, Haidian District, Beijing, 100029 Patentee after: Beijing Koreisi Technology Development Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 200240 No. 690, Jiangchuan Road, Shanghai, Minhang District Patentee before: SHANGHAI DIANJI University Country or region before: China |