【正文】 回轉(zhuǎn)截面法回轉(zhuǎn)截平面法加工的基本的思想是指采用一組回轉(zhuǎn)圓柱面去截取加工表面，截出一系列交線，刀具與加工表面的接觸點就沿著這些交線運動完成曲面加工。該方法要求首先建立一個回轉(zhuǎn)中心，接著建立一組回轉(zhuǎn)截面，并求出所有的回轉(zhuǎn)截面與待加工表面的交線，然后對這些交線根據(jù)刀具運動方式（一般為zigzag方式）進行串連，形成一條完整的刀具軌跡。其可以從中心向外擴展，也可以由邊緣向中心靠攏。（4）等波高法[45]等波高法通過控制兩相鄰刀軌之間的距離使得兩條刀軌之間的波紋高度保持不變，充分利用了公差帶，避免了重復(fù)切削。其缺點是隨著刀軌數(shù)的增多，寬度不同積累起來的影響較大，使遠離起始刀軌的后續(xù)刀軌產(chǎn)生嚴重的變形和不規(guī)整，走刀方向偏離最佳走刀方向。（5）投影法投影法加工的基本思想是使刀具沿一組事先定義好的導(dǎo)動曲線（或軌跡）運動，同時跟蹤待加工表面的形狀。導(dǎo)動曲線在待加工表面上的投影一般為切觸點軌跡，也可以是刀尖點軌跡。切觸點軌跡適合于曲面特征的加工，而對于有干涉面的場合限制刀心點更為有效。由于待加工表面上每一點的法矢方向均不相同，因此限制切觸點軌跡不能保證刀尖點軌跡落在投影方向上，所以限制刀尖點容易控制刀具的準確位置，可以保證在一些臨界位置和其他曲面（如干涉面）不發(fā)生干涉。該方法常用來處理其他方法難以取得滿意效果的組合曲面和曲面型腔的加工。（6）三坐標球形刀復(fù)雜曲面加工方法[46]復(fù)雜曲面一般采用VARIABLE_CONTOUR可變軸輪廓銑，首先需確定驅(qū)動方式。驅(qū)動方法用于定義創(chuàng)建刀軌時的驅(qū)動點，有些驅(qū)動方法沿指定曲線定義一串驅(qū)動點，有些驅(qū)動方法則在指定的邊界內(nèi)或指定的曲面上定義驅(qū)動點陳列。一旦定義了驅(qū)動點，就可以用來創(chuàng)建刀軌。若末指定零件幾何，則直接從驅(qū)動點創(chuàng)建刀軌，若指定了零件幾何，則把驅(qū)動點沿投影方向投影到零件幾何上創(chuàng)建刀軌。有多種驅(qū)動方法供使用，例如曲線/點驅(qū)動方法、螺旋驅(qū)動方法、邊界驅(qū)動方法、區(qū)域銑驅(qū)動方法、射線狀切削驅(qū)動方法以及清根切削驅(qū)動方法。半精加工過程分別選擇可變軸銑對葉片側(cè)銑削和流道面插補銑削。在對葉片進行變軸銑參數(shù)設(shè)置時，選擇直紋銑削方式，這種曲面區(qū)域驅(qū)動方式適用于加工復(fù)雜的曲面，提供了對刀具軸和投射矢量的附加控制。選擇前面所確定的待加工的葉輪曲面為驅(qū)動幾何。切削步長選項用于控制沿驅(qū)動線產(chǎn)生驅(qū)動點的間距。對于復(fù)雜零件，驅(qū)動點的間距越小刀軌就越精確。有兩種定義方法，一種是指定公差，另一種是指定點的數(shù)量。行距選項用于控制連續(xù)刀軌間的距離，經(jīng)設(shè)置以上參數(shù)計算刀軌如圖312，313，圖313半精加工葉腹刀軌圖314葉背半精加工刀軌圖半精加工流道面時由于想鄰葉片間的空間較小，在經(jīng)向上隨著半徑的減小通道越來越窄、紐角越來越大，刀具與加工葉片和刀具與相鄰葉片易發(fā)生干涉，刀位規(guī)劃約束條件比較多自動生成無干涉的刀軌較困難。經(jīng)過分析和試驗證明選擇曲面驅(qū)動方式刀軸采用插補方式，投影采用刀軸方式可生成質(zhì)量較高的刀軌，如圖315圖315流道面半精加工刀軌圖。在對整體葉輪零件的粗加工和半精加工工序完成以后，接下來要進行精加工工序。同樣選擇VARIABLE_CONTOUR可變軸輪廓銑模板，分別選擇葉輪葉片的葉背、葉腹和流道曲面為驅(qū)動幾何，切削模式同樣選擇直線銑削，類型為ZigZag。設(shè)置合理的參數(shù)后生成如圖3131318。圖316葉片腹部精加工刀軌圖317葉片背部精加工刀軌圖318流道面精加工刀軌圖319葉輪半精加工模擬顯示非切削運動參數(shù)是指在銑削過程中，不切削工件的運動參數(shù)，這些參數(shù)包括進刀、退刀運動和橫越運動等。在進行輪轂加工的時候，手動設(shè)置提刀和進刀非切削運動參數(shù)。本文中選用沿著刀具軸向直線提刀和進刀，距離為50。五坐標加工與三坐標加工的本質(zhì)區(qū)別在于，三坐標加工中，刀具軸線始終平行于Z軸；而在五坐標加工中，刀具軸線在工件坐標系中的方向一般是不斷變化的。那么走刀過程中刀具軸線方向如何控制就是一個要解決的問題，即刀軸控制方式問題。常用的刀軸控制方式有以下幾種：（1）垂直于表面方式垂直于表面方式是使刀具軸線始終平行于各切削點處的表面法矢。由于刀具底面緊貼加工表面，從而對切削行之間的殘余高度作最大限度的抑制，這樣就減少了走刀次數(shù)從而獲得較高的生產(chǎn)效率。這種方式一般用于大型平坦的、無干涉凸曲面的端銑加工。（2）平行于表面方式平行于表面方式是指刀具軸線或母線始終處于各切削點的切平面內(nèi)，所對應(yīng)的加工方式一般為側(cè)銑。這種方式主要應(yīng)用于直紋面的加工，用圓柱或圓錐形刀具側(cè)刃與直紋面母線接觸，可以一刀加工成型，效率高而且表面質(zhì)量好。（3）傾斜于表面方式αβ圖315　相對于曲面的刀軸控制該方式由刀軸矢量t在局部坐標系中與坐標軸和坐標平面所成的兩個角度和β定義，如圖315所示。n為曲面上切削點處的單位法矢，t為曲面上切削點處沿進給方向單位切矢，v=t*n，（t,n,v）為曲面在切削點處的局部坐標系，為前傾角，即刀軸矢量與垂直于進給方向的平面所成的角度，可在端銑加工凹面時防止干涉；β為傾斜角，是指刀軸與曲面法矢的夾角，不屬某個截面，位于以法矢為軸線，β為頂角的圓錐上，但可由角及指定沿走刀方向的左右側(cè)來確定刀軸的空間方向。傾斜方式是五坐標加工的一般控制方式，垂直于表面方式和平行于面方式均可看作它的特殊情況，例如，垂直于表面方式即等價于=β=0。從整體式葉輪的幾何結(jié)構(gòu)和工藝過程可以看出，加工整體式葉輪時加工軌跡規(guī)劃的約束條件比較多，相鄰的葉片之間空間較小，加工時極易產(chǎn)生碰撞干涉，自動生成無干涉加工軌跡比較困難，所以刀軸控制非常重要。插補刀軸（interpolate）通過在指定點定義矢量來控制刀軸矢量對于非常復(fù)雜的驅(qū)動幾何或零件幾何，會導(dǎo)致刀軸矢量過多的變化，利用插補就可以有效的控制刀軸，插補刀軸也可以有效的避免刀具懸空和避讓障礙物?；谝陨戏治霭刖庸ず途庸さ淖冚S銑采用插補刀軸。本章討論了五坐標數(shù)控加工編程的基本概念、刀軸控制方式、刀具的選擇及類型，分析了多坐標數(shù)控加工刀具路徑的規(guī)劃方法，以及五坐標數(shù)控加工編程的關(guān)鍵理論。根據(jù)整體葉輪的結(jié)構(gòu)特點對整體葉輪零件制定加工工序，把葉輪的加工工序分為粗加工、半精加工和精加工，精加工又分成槳葉精加工、流道精加工，對不同的部分采用不同的加工策略，并對加工過程進行了仿真。第四章　結(jié)論五坐標數(shù)控加工是獲得復(fù)雜曲面和不規(guī)則零件的較好解決方法之一，特別是那些由一定的數(shù)字理論方程式所描述的并要求有足夠精度的曲線和曲面，如整體葉輪葉片，同時，五坐標加工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用與CAD/CAM技術(shù)是密切相關(guān)的。本論文主要以航空發(fā)動機整體葉輪為例，對其幾何造型、刀位計算、刀具路徑規(guī)劃、數(shù)控加工工藝等內(nèi)容進行了分析與研究。本論文通過對數(shù)據(jù)進行建模的前處理，將給定的數(shù)據(jù)變成UG系統(tǒng)能識別的文件，在UG Modeling環(huán)境中自動生成槳葉切面線及槳葉輪廓線。并以此為基礎(chǔ)，完成螺旋槳三維實體建模。對整體葉輪在五坐標數(shù)控加工過程中的工藝規(guī)劃進行了研究。粗加工過程中，根據(jù)整體葉輪的形狀特點，針對鍛件毛坯，提出了類似型腔加工的粗加工方法。并根據(jù)這種方法編制了粗加工程序。根據(jù)生成的螺旋槳控制網(wǎng)格的特點，利用球頭銑刀，采用等參數(shù)線法分別對葉片的背、腹面和流道面生成無干涉刀具路徑，并確定刀軸傾角、切削行距。該方法簡單而且易于編程。并進行仿真加工。參考文獻[1] [2] [3] [4] :高等教育出版社,2001:660. [5] 朱心雄,[J].工程圖學(xué)學(xué)報,1994(2):7174.[6] 孫江宏,:清華大學(xué)出版社,2001:26.[7] 楊德武,基于主曲率匹配的葉片五坐標加工軌跡優(yōu)化研究.[華中科技大學(xué)碩士論文].武漢:華中科技大學(xué),2002:1317.[8] 劉牧,楊茂奎,機械制造. 2005(11):1215.[9] 沈兵,機械,第26卷第4期,1999[10] 鐘慧琴,金曼,新技術(shù)新工藝數(shù)字設(shè)計與數(shù)字制造,2005(9):47[11] 倪炎榕,張洪,郭靜萍,圓環(huán)面刀具五坐標數(shù)控加工復(fù)雜曲面優(yōu)化刀位算法,機械工程學(xué)報,2002(21)[12] 李發(fā)致,衛(wèi)原平,普令濤,曲面造型方法在工程中的應(yīng)用[J].計算機輔助設(shè)計與制造,1998(2):1518.[13] 吳昌林,倪篤明,::137138.[14] ::4451.[15] 曾向陽,謝國明, ::306374.[16] 王慶林,UG 。.[17] Unigraphics Solutions ::4041.[18] 王國強,［M］北京::1160.[19] :2443.[20] :725.[21] 陳濤,鐘毅芳,2001,37(12):100103.[22] 劉亞珍,NURBS曲面數(shù)控加工刀具可行方向計算研究.[大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文].大連:大連理工大學(xué),2005,4753.[23] 閆家贊,復(fù)雜曲面五軸數(shù)控加工中干涉問題的研究.[蘭州理工大學(xué)碩士學(xué)位論文].蘭州:蘭州理工大學(xué),2006,2834.[24] 馬秋成,肖良紅,[J].機械設(shè)計及研究,2002,1(1):241.[25] :機械工業(yè)出版社,2002:5.致 謝在論文寫作過程中，得到了敖老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。他嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，敖老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，敖老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩敖老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。特別感謝各位論文評閱專家和教授在百忙之中抽出時間來評閱我的論文，并給予我了莫大的幫助和指導(dǎo)。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意。最后，感謝南昌航空大學(xué)對我的教育“知行合一，自強不息”將永遠銘記在