航空发动机整体叶轮五轴数控加工机床运动学分析

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇｐ￣ｎｂ？ｅｍｓｏｆｏｖｅｒｌｌａｂｌｉｓｋｐｏｒｔｓｙｏｒａｉｒｃｒｆｔｏｅｎｇｉｌｌ￣ｅｓ５一ｄｆｘｉｓＣＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇ．ｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆ５－
机械设计与制造
１４８ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
第６期
２０１３年６月
航空发动机整体叶轮五轴数控加工机床运动学中国轻型燃气轮机开发中心，北京１０００２８；２．北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京１００１９１；
ｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
工整体叶轮的结构特点，对最适用五轴加工机床的选择的思路，并就整体叶轮构型与五轴加工机床选择进行了定性分
析。
关键词：整体叶轮；五轴加工；运动学模型
中图分类号：ＴＨ１６；Ｖ２６３；ＴＧ６５９文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３９９７（２０１３）０６ — ０１４８ — ０４
ａｘｉｓＣＮＣｍｃｈａｉｎｅｔｏｏｌｓｅｅｌｓｓａ！．ｉｆｅｄ．Ｐｒｒｚｔｉｃａｌ＂ｅ — －ｎｘＣＮＣｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｓｃａｌｌｂｅｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅ５－ａｘｉｓＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｏｆｂｌｉｓｋｍａｃｈｉｎｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏ５－ａｘｉｓｗｉｔｈｄｕａｌｒｏｔａｒｙｈｅａｄｓｔｙｐｅｆｓｏｔｒｕｃｔｕｒｅ，５－ａｘｉｓｗｉｔｈｄｕａｌｒｏｔａｒｙｔａｂｌｅｓｔｙｐｅｆｏ
ＢｅｉｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１，Ｃｈｉｎａ；３．ＧａｓＴｕｒｂｉｎｅＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆＣｈｉｎａ，ＳｉｃｈｕａｎＪｉａｎｇｙｏｕ６２１７０３，Ｃｈｉｎａ）
３．中国燃气涡轮研究院，四川江油６２１７０３）
摘
要：针对航空发动机整体叶轮零件的五轴数控加工问题，对工程实用五轴数控加工机床的空间构型进行了系统划
分，将可以用于整体叶轮加工的五坐标数控加工机床划分为双摆头结构类型，双转台结构类型和摆头转（摆）台及单摆头单摆台结构类型，并对各种构型的五轴数控加工机床的坐标变换后处理过程进行了详细的推导。最后，提出了根据待加
ＫｉｎｅｍａｔｉｃＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＦｉｖｅ－ＡｘｉｓＣＮＣＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌｓｆｏｒＡｉｒｃｒａｆｔ
ＥｎｇｉｎｅＢｌｉｓｋＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄ５一ｄ．ｘｉｓｕ＞ｉｔｈｒｏｔａｒｙｈｅａｄｎｄａｔｂｌａｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｙｐｅ．Ｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎｔａｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｅｃｈａｍａｃｈｉｎｅｔｏｐｏｌｏｇｙ
ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ａｔｌａｓｔ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｌａａｔｕｒｅｓｆｏｔｈｅｂｌｉｓｋｐａｒｔｓ，ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｆｏｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｆｏｒｂｌｉｓｋ
ＬＩＴｉａｎ，ＣＨＥＮＷｕ — ｙｉ，ＬＩＵＺｉ —ｃｈｅｎｇ３
（１．Ｇａｓ－ｔｕｒｂｉｎｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｅｎｌｅｒｏｆＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２８，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，