整体叶轮五轴数控加工的研究

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

叶轮是压气机及航空发动机等的关键零件，在能源、航空、石油化工、冶金、汽车等领域中有着广泛的应用。其结构特点是：叶片薄而相对较长，扭曲大而极易变形，相邻叶片空间极校整体叶轮加工时面临如下问题：加工槽道逐渐变窄 ，冈0度较低，加工轨迹的约束条件较多，加工过程容易产生形变，极易产生碰撞干涉，刀具容易折断，加工比较困难。目前，国外常用的整体叶轮的五坐标加工软件有美国某公司的 Max-5、Max-AB叶轮加工专用软件，瑞士某公司数控叶轮铣床的整体叶轮加工拈以及 POWER-MILL、UGNX等叶轮加工专用软件，这些软件可以很好的解决整体叶轮加工时面临的上述问题。

VERICUT是美国某公司开发的-种先进的虚拟制造及数控加工仿真软件，能真实反映加工过程中遇到的各种问题 ，包括加工编程的刀具运动轨迹、工件过切情况和刀具、夹具运动干涉等错误，甚至可以直接代替实际加工过程中试切的工件，并且提供了对刀位轨迹和加工工艺优化处理的功能，可以提高零件的加工效率和机床的利用率I”，保证数控程序的正确性和加工过程的安全眭。

2整体叶轮设计、制造的系统规划整体叶轮加工采用数控机床铣削加工方法，该方法具有高精度、短周期 、调整方便等特点，毛坯采用锻压件，-般从整体锻造毛坯开始铣制，然后车削成叶轮回转体的基本形状。由于整体锻造毛坯强度很高，去除量较大，所以加工效率受到-定影响。若采用模锻毛坯，即用模具先锻造出叶片型面的基本形状后，再用数控机床进行精铣加工，就能显著提高加工效率。采用数控机床加工，通过 Pro/E和POWERMILL软件对整体叶轮的设计及制造系统规划如下：(1)CAD模型的建立；(2)刀具轨迹生成；(3)仿真加工；来稿日期：2012-10-14作者简介：邢济收，(1954-)，男，山东龙IS1人，教授，博士，硕士生导师，主要研究方向：数控技术与装备王宏志，(1982-)，男，山西人，硕士研究生，主要研究方向：数控技术与装备No.8Aug.201 3 机械设计与制造 157所示。根据仿真加工工作流程图，在 VERICUT平台中创建 DMU50V机床模型，选择机床系统控制文件hei530.ctl，添加加工所需的刀具库，调入工件模型、毛坯模型、夹具等，调入仿真用的数控程序文件，最后在VERICUT系统中进行仿真加工，仿真结果，如图6所示。

图5仿真加工工作流程Fig.5 The Workflow of the Simulation Processing-圈圆-图6整体叶轮加工仿真Fig6 The Machining Simulation of Integral Impeller6结论通过 Pro/E创建整体叶轮的 CAD模型，利用 POWERMILL生成叶轮加工相应的刀具轨迹，并后置处理成机床识别的 NC文件，最后在 VERICUT系统中构建的DMU 50V五轴加工中心仿真环境中进行加工过程的仿真。通过模拟数控机床的实际运动，验证了后置处理和数控加工程序的正确陛，减少了零件首次调试的风险，检查了潜在的碰撞错误，降低了机床碰撞的风险，从而达到了优化程序、提高加工效率、缩短加工周期、延长刀具使用寿命的目的。