1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
{title}文 献 综 述 整体叶轮作为透平( turbine)机械中的动力以及环控系统的核心零部件，在机械技术的应用和发展过程中逐步被广泛应用于航空航天、能源、船舶、军事、尖端医疗设备及高精机械装备领域。
针对其复杂曲面结构，整体叶轮零件是一类具有代表性且造型比较规范的、典型的流道类复杂零件，其形状特征明显，工作型面的设计涉及到空气动力学、流体力学等多个学科，因此曲面加工手段、加工精度和加工表面质量对其性能有很大影响。
整体叶轮由于其特殊的用途，通常选用弹性模量较大、机械性能较好的合金材料。
叶轮叶片薄，但悬臂长度相对长，同时由于复杂的空间几何形状，其加工需要时间较长是困扰广大科技人员的技术难题，因此整体叶轮的加工是国外严密封锁的技术。
近年来，国内对于国外商业软件的应用及二次开发展开了大量研究，尤其是 UG 和 Vericut 的应用尤为广泛。
由于可以更快捷地将研究成果应用于机床的实际加工中，目前也成为研究的一个重点发展方向。
利用UG 和 Vericut，使用其 CAD、CAM、后处理、刀具库、加工仿真等功能，能快速完成从零件设计、刀轨规划、输出数控程序及加工仿真一系列工作。
数控加工相对于普通加工方法更高效也更适合工艺产业化发展，同时也对数控编程技术提出了更高的要求。
数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一，一般使用通用的 CAD/CAM 等软件进行建模编程以帮助完成机械零件设计。
通过加工要素设置、刀具轨迹设计、刀具参数设置、进/退刀设置、切削仿真、生成数控加工程序等基本操作，完成对零件的数控编程和加工仿真。
本课题将基于UG软件进行整体叶轮零件的建模和加工轨迹规划以及数控加工程序的编制，并在三维仿真软件 vericut 中建立几何仿真环境，对所编制的程序进行验证并基于验证结果对数控程序进行改进。
由 UG 生成的程序需要经过仿真验证后才能用于数控加工，过程中涉及到加工方式、刀具选择、下刀方式、刀路安排及切削参数等工艺参数设计选择，并编译生成机床能识别的G代码，使生成的刀具路径文件转换成数控NC程序，驱动和控制机床实施数控仿真加工。
课题重点在于对整体叶轮零件的数控编程及加工仿真验证。
文献[1] 针对复杂曲面整体叶轮系零件的结构特点，介绍了其在制造过程中的难度所在，简述了复杂曲面整体叶轮系零件制造技术的发展。
结合整体叶轮系零件精密制造技术的生产实际，研究了刀轴控制、变形控制、 刀具技术及冷却润滑等关键技术的研究现状，对提高复杂曲面整体叶轮系零件制造精度技术的研究具有一定指导意义。
文献[2] 通过分析整体叶轮几何结构和加工工艺的特点，采用NX_CAM软件对其进行数控程序编制，并经后置处理生成NC代码，之后运用VERICUT软件构建全要素数控加工仿真环境并对NC代码进行机床加工模拟，以检验NC代码的准确性，有效提升了NC代码检验的效率和数控加工过程的安全性，从而缩短了生产周期，降低了成本。
文献[3] 以提高切削加工仿真尺寸精度为目的，以 UG 为平台进行了叶轮零件的建模及加工轨迹规划，在 Vericut 软件中构建了 DMU50 五轴数控机床的加工仿真环境。
将数控加工仿真与刀具路径轨迹规划结合研究，通过仿真检查结果反复修正刀路轨迹，有效的降低了抛光工序加工余量，可以减少抛光工序工作量，提高抛光效率，降低由于抛光余量大造成烧伤的危险。
文献[4] 通过UG的二次开发工具GRIP实现算法，然后将所得刀位数据转化为五坐标程序，在切削仿真软件中测试验证算法的合理性。
进行一些加工实验，验证程序，结果显示此算法的可行性。
文献[5] Based on the proposed method, two types of cutter will be used to generate tool paths for the same designed surface and constraint surface. The effectiveness and accuracy of the proposed method will be finally proved with some examples.文献[6] 针对叶轮加工,论述数控铣削生产的优势,通过建模借助VC6.0平台二次开发UG,应用主曲率和近邻传播聚类的分片算法,将叶轮型面进行划分,分成若干子区域,生成刀具路径,缩短加工行程,结果表明:此方法提高了效率,对叶轮生产发展提供了一定的借鉴。
文献[7]The results obtained show that this method can effectively eliminate sharp scallops between adjacent tool paths, keep tool paths smooth, and improve the surface machining quality as well as machining efficiency. 文献[8]根据整体叶轮的几何特征，确定了粗、精加工叶轮的工序，规划了整体叶轮五轴数控铣削加工的刀具轨迹，并通过加工仿真验证了轨迹规划的可行性。
文献[9]Strategies for cutter size optimisation and interference-free tool path generation are proposed for five-axis flank milling of centrifugal impellers. To increase the material removal rate and provide a stronger tool shank during flank milling, the cutter size is first maximised under a set of geometric constraints.文献[10] 在NX7.5环境下完成了整体叶轮的三维参数化建模和刀轨的工艺规划,详细分析了加工此类零件的加工策略。
完成了NX7.5与VERICUT7.0的关联连接,并在VERICUT7.0环境下对NX7.5生成加工程序中出现的误差进行了修改与优化。
通过VERICUT7.0与NX7.5的集成,实现了整体叶轮的虚拟加工,为叶轮加工的数控编程提供了依据。
文献[11] 使用UG五轴编程系统对整体式叶轮进行了数控编程。
介绍了UG软件对叶轮实体的五轴数控编程的关键技术。
为多轴数控编程和其他叶轮加工提供了加工方法和参考方案。
文献[12]This paper proposes a tool path planning framework for 5-axis machining of centrifugal impeller with split blades. It provides several CAM functions that assist the users to generate collision-free cutter motions with smooth tool orientations. 文献[13]采用理论分析与实验研究相结合的思路,进一步研究了几何仿真与精度验证技术,研究了铣削力模型的建立、刀具磨损模型的建立、加工误差模型与误差补偿技术、基于加工仿真的加工参数优化等物理仿真关键技术。
文献[14] 进一步验证了数控加工仿真的重要性,在VERICUT软件中可以方便地看到工件、夹具、刀具以及机床之间的实际位置,能很容易判别是否有干涉、碰撞等现象。
在仿真没有任何问题的前提下可以在实际的机床上进行了四轴联动的数控加工。
文献[15] In this paper, we give a detailed mathematical understanding of flank milling with flat end cutters, which we then use to develop a method for milling with such a cutter. This method slides the cutter along two rails, keeping the cutter tangent to both curves at every parameter value. Examples are given to illustrate the method, along with simulations and error analysis.参考文献[1]吴雁,吕博鑫,吕仕强,郑刚.整体叶轮系零件制造精度关键技术研究综述[J].现代制造工程,2017(01):151-156.[2]庞宇超.基于NX＿CAM需要解决的问题： 针对整体叶轮的数控编程和加工仿真验证 采用的方法：生产实习和软件实习。
1）生产实习，了解整体叶轮零件数控加工的基本原理和流程。
2）进行 UG、Vericut 软件相关方面的学习。
3）整体叶轮零件的3D建模及加工程序的编程和加工仿真验证
