【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数控加工，特别是涉及一种基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法。
技术介绍
1、随着我国航空业的不断深入发展，整体叶盘的加工重要性不断突出。整体叶盘在航空领域的应用非常广泛。它们通常用于飞机发动机的涡轮部件，如涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机中的压气机和涡轮。整体叶盘具有高强度、耐高温和轻质化的特点，可以提高发动机的性能和效率，同时减轻飞机的重量，降低燃油消耗。这使得整体叶盘成为航空领域中不可或缺的关键部件之一。
2、对整体叶盘轮毂精加工刀具路径规划是整体叶盘数控加工的重要环节，影响着整体叶盘的加工效率和加工质量。传统的加工方式往往不适合具有复杂曲面特征的整体叶盘，容易出现路径不光顺等问题，会影响整体叶盘的加工效率和加工质量。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对传统加工方式对整体叶盘加工时，容易出现路径不光顺的问题，提供一种基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法。
2、本专利技术提出一种基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其包括如下步骤：s1：获取叶盘三维模型中轮毂和叶片与轮毂之间圆角的nurbs曲面；s2：求解圆角靠近轮毂侧的环形边界在参数域中的测地偏移后的曲线，具体步骤为：s21：在nurbs曲面中提取圆角靠近轮毂侧的环形边界在参数域中的二维b样条曲线；s22：求出二维b样条曲线上每点在欧式空间中的对应点所处位置沿着环形边界曲线的切向量与其对应轮毂曲面上的法向量；s23：将得到的切向量与法向量进行叉
3、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s1中，圆角和轮毂的nurbs曲面方程均为：
4、s(u,v)＝p·nu(u)·nv(v)t·w
5、其中，p为存储控制点的矩阵，w为存储权重的矩阵，nu为存储方向u的b样条基函数的矩阵，nv为存储方向v的b样条基函数的矩阵。
6、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s21中，给定参数m和节点序列m＝{m0,m1,…,mn+z+1}，以及一组控制点p＝{p0,p1,…,pn}，二维b样条曲线的函数为：c(m)＝∑ni,z(m)pi，其中，ni,z(m)是第i个基函数，定义为：
7、对于z＝0，
8、对于z＞0，
9、其中：n为控制点个数，z为二维b样条曲线的阶数，i＝0,1,...n。
10、作为本专利技术的进一步改进，设环形边界的曲线参数方程c(t)为：
11、c(t)＝(x(t),y(t),z(t))
12、则切向量t(t)为：
13、
14、设轮毂曲面的参数方程r(u,v)为：
15、r(u,v)＝(x(u,v),y(u,v),z(u,v))
16、则法向量n(u,v)为：
17、
18、则测地偏移的迭代方向δn为：
19、δn＝t(t)×n(u,v)
20、其中，t为环形边界曲线方程的参数，x(t)、y(t)和z(t)分别表示环形边界的曲线在x轴、y轴和z轴方向上的位置随参数t的变化；x(u,v)、y(u,v)和z(u,v)分别表示轮毂曲面在x轴、y轴和z轴方向上的位置随参数u和v的变化，和分别是轮毂曲面关于参数u和v的偏导数向量。
21、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s24中，坐标迭代过程采用的更新方程如下：
22、
23、其中，p，q为偏移点的u，v坐标，ds为偏移距离，是用克里斯托费尔符号表达的曲面第一基本量、第二基本量及其导数组成的表达式，k表示的是结果的方向，i和j表示的是导数的两个参数方向，分别对应着两个局部坐标的变化率。
24、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s4中，对曲线c2按照弦高约束进行离散取点，弦高误差公式ls为：
25、
26、其中，ls表示相邻两个点之间的距离，εs为弦高约束误差，ρa为曲线c2在该点处的法曲率半径；和/或
27、在步骤s4中，曲线c1的参数域范围为[a2,b2]，曲线c1的偏移距离lc为：
28、
29、其中，b为叶片的数量。
30、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s5中，选取多条等参数线中对应到欧式空间中长度最长的等参数线，其长度设为l，则刀路数n为：
31、
32、其中，s为设定的等参数线间的最大行距。
33、作为本专利技术的进一步改进，步骤s6具体步骤为：
34、s61：获取每条刀路路径的首尾端点处的切线方向，延伸指定的切向距离，获取切向延伸后的终点，并取之为二次贝塞尔曲线的第一控制点；
35、s62：将s61中获取的终点继续沿切线方向延伸指定的径向距离，获取切向延伸后的终点，并取之为二次贝塞尔曲线的第二控制点；
36、s63：将s62中获取的终点沿轮毂轴向延伸指定的径向距离，获取轴向延伸后的终点，并取之为二次贝塞尔曲线的第三控制点；
37、s64：利用获得的第一控制点、第二控制点和第三控制点构造出二次贝塞尔曲线，然后根据二次贝塞尔曲线得出刀路延伸路径。
38、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s7中，刀位点计算公式为：
39、pl＝pc+(r球+δ)ns
40、其中，pl为刀位点，pc为刀触点，r球为球头刀半径，δ为设置的轮毂余量，ns为轮毂曲面的法向量。
41、本专利技术还提出了一种刀具路径生成模块，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行计算机程序时，采用上述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，根据待加工叶盘的三维模型，生成叶盘轮毂的加工路径；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，在步骤S1中，圆角和轮毂的NURBS曲面方程均为：
3.根据权利要求1所述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，在步骤S21中，给定参数m和节点序列M＝{m0,m1,…,mn+z+1}，以及一组控制点P＝{P0,P1,…,Pn}，二维B样条曲线的函数为：C(m)＝∑Ni,z(m)Pi，其中，Ni,z(m)是第i个基函数，定义为：
4.根据权利要求1所述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，在步骤S24中，坐标迭代过程采用的更新方程如下：
6.根据权利要求1所述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，在步骤S4中，对曲线C2按照弦高约束进行离散取点，弦高误差公式Ls为：
8.根据权利要求7所述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，步骤S6具体步骤为：
9.根据权利要求1所述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，在步骤S7中，刀位点计算公式为：
10.一种刀具路径生成模块，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：该处理器执行计算机程序时，采用如权利要求1-9中任意一项所述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，根据待加工叶盘的三维模型，生成叶盘轮毂的加工路径；并发送到对应的加工中心。
...【技术特征摘要】
1.基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，在步骤s1中，圆角和轮毂的nurbs曲面方程均为：
3.根据权利要求1所述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，在步骤s21中，给定参数m和节点序列m＝{m0,m1,…,mn+z+1}，以及一组控制点p＝{p0,p1,…,pn}，二维b样条曲线的函数为：c(m)＝∑ni,z(m)pi，其中，ni,z(m)是第i个基函数，定义为：
4.根据权利要求1所述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的基于参数映射的开式整体叶盘轮毂加工刀具路径规划方法，其特征在于，在步骤s24中，坐标迭代过程采用的更新方程如下：
6.根据权利要求1所述的基于参数映射的开式整体叶盘...
【专利技术属性】
技术研发人员：田晓青，王泽宇，韩江，夏链，杜豪，陈锐，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。