整体叶轮数控加工工艺流程规划.doc

三维资源 WWW.AAACAD.CN 整体叶轮数控加工工艺流程规划 0前言 作为动力机械的关键部件，整体式叶轮广泛应用于航天航空等领域，其加工技术一直是制造业中的一个重要课题。从整体式叶轮的几何结构和工艺过程可以看出[1]，加工整体式叶轮时加工轨迹规划的约束条件比较多，相邻的叶片之间空间较小，加工时极易产生碰撞干涉，自动生成无干涉加工轨迹比较困难。因此在加工叶轮的过程中不仅要保证叶片表面的加工轨迹能够满足几何准确性的要求，而且由于叶片的厚度有所限制，所以还要在实际加工中注意轨迹规划以保持加工的质量[1]。目前，我国大多数生产也轮的厂家多数采用国外大型CAD/CAM软件，如UG NX、CATIA、MasterCAM等。本文选用目前流行且功能强大的UG NX3.0对复杂曲面整体叶轮进行加工轨迹规划。 1整体叶轮数控加工工艺流程规划 根据叶轮的几何结构特征和使用要求（如图1），其基本加工工艺流程为1）在锻压铝材上车削加工回转体的基本形状；2）开粗加工流道部分；3）半精加工流道部分；4）叶片精加工；5）对倒圆部分进行清根。 图1. 叶轮的基本几何特征 1.1刀具的选择 为提高加工效率，在进行流道开粗和流道半精加工过程中尽可能选用大直径球头铣刀，但是也要注意使刀具直径2R1min小于两叶片间最小距离L1min，L1min的大小可以根据UG NX 3.0软件的分析（Analysis）功能测得。 R1minrmax 在对流道和相邻叶片的交接部分进行清根时，选择的刀具半径R3min小于流道和叶片相接部分的最小倒圆半径rmin。 R3min0时调用循环程序 C51.429 ；每次加工后C轴旋转51.429，进入下一个叶片的加工 G92 X0 Y0 Z250 A0 C0 ；定义G92 M98 P1000 ；所调用程序名为1000 5555-1 ；每次调用后55递减1 ENDW ；整个循环结束 1000 ；定义程序名 ；单个叶片加工程序部分 N1161 M99 ；单个程序循环结束 2结论 本文利用UG NX3.0软件对复杂曲面叶轮进行了加工轨迹规划，合理选择了加工使用的刀具，并针对流道和叶片的几何特征分别选择了适当的刀具轨迹驱动方法进行加工轨迹规划，利用UG/Post Builder配置了华中数控HNC-21M世纪星铣削数控系统专用后处理器，并使用此后处理器生成了合格的代码，最后在配有华中数控HNC-21M世纪星铣削数控系统的VMC-1100五轴数控加工中心上成功试加工了一个七叶片叶轮，如图4。 三维资源 WWW.AAACAD.CN 图4. 实加工的七叶片叶轮 由于UG NX、CATIA、MasterCAM等为通用性软件，因此在规划叶轮加工轨迹时存在操作复杂、难于找到简单有效方法等不足，很难快速有效的进行叶轮加工轨迹规划，对数控编程人员提出了较高的要求。因此，大力开发能够适用于整体式叶轮、整体式螺旋桨等复杂曲面叶片类零件的专用CAM软件非常有意义。