《整體閉式葉輪五軸側銑刀具的適配性設計基礎研究》是依託北京理工大學，由劉志兵擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：整體閉式葉輪五軸側銑刀具的適配性設計基礎研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：劉志兵
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
整體閉式葉輪是一種結構整體成型、型腔封閉狹小、型面複雜異構、型面精度苛刻、材料難於切削、薄壁易於變形、極低損傷要求的新型高性能葉輪，基於多軸數控加工和刀具側刃線接觸的五軸側銑工藝和專用刀具是實現此類零件高效率、高精度、高表面完整性加工的關鍵技術。（1）本項目從刀具-工件接觸表面狀態表征、刀具空間可達性分析、刀具銑削穩定性分析和顫振抑制三個方面開展五軸銑削刀具適配性設計的基礎研究；（2）擬從理論上闡明刀具-工件接觸表面的微分幾何特性及其動態演變機制，多重約束條件下的刀具特徵參數、姿態與空間可達性的映射關係，刀具-側銑加工過程的動態互動機理與變導程刀具側銑加工的穩定性行為等影響刀具結構、參數和動態特性設計的關鍵科學問題；（3）將提出一種適用於整體閉式葉輪五軸側銑刀具適配性設計的原理、方法和準則，為實現刀具結構、參數和動態特性的一體化、精確化和數位化設計提供理論基礎和試驗依據。
結題摘要
整體閉式葉輪是一種結構整體成型、型腔封閉狹小、型面複雜異構、型面精度苛刻、材料難於切削、薄壁易於變形、極低損傷要求的新型高性能葉輪，基於多軸數控加工和刀具側刃線接觸的五軸側銑工藝和專用刀具是實現此類零件高效率、高精度、高表面完整性加工的關鍵技術。本項目從刀具-工件接觸表面狀態表征、刀具空間可達性分析、刀具銑削穩定性分析和顫振抑制三個方面開展五軸銑削刀具適配性設計的基礎研究；從理論上闡明了刀具-工件接觸表面的微分幾何特性及其動態演變機制，多重約束條件下的刀具特徵參數、姿態與空間可達性的映射關係，刀具-側銑加工過程的動態互動機理與變導程刀具側銑加工的穩定性行為等影響刀具結構、參數和動態特性設計的關鍵科學問題；提出了一種適用於整體閉式葉輪五軸側銑刀具適配性設計的原理、方法和準則，為實現刀具結構、參數和動態特性的一體化、精確化和數位化設計提供了系統的理論基礎和試驗依據。項目針對銑刀側刃與工件表面形成有效的高階線接觸和刀軸方向變化顯著的特點，通過闡明刀具－工件接觸表面的微分幾何特性及其動態演變機制，為刀具輪廓形狀精準設計、切削力精確預測和閾值控制提供幾何學依據。針對封閉加工區域對於刀具及其包絡運動的空間可達性要求，以及較大直徑和包絡體積的刀具在整體強度、切削穩定性、材料去除率方面的優勢，通過闡明多重約束條件下刀具特徵參數、姿態與空間可達性的映射關係，建立任意刀位點的刀具可達性範圍，為刀具體積最大化設計提供依據。針對整體閉式葉輪五軸側銑加工過程易於發生銑削顫振和一系列不良加工效應的問題，通過揭示刀具－側銑加工過程的動態互動機理與變導程、變螺旋角刀具側銑加工的穩定性行為，有助於以離線方式抑制銑削顫振。
