基于离心泵半开式叶轮的五轴数控加工技术研究

离心泵整体叶轮属于复杂曲面零件，叶轮的加工质量直接影响着泵的工作效率。本文应用 UG软件对叶轮进行叶型造型和五轴仿真加工，着重研究了叶片型面的刀位轨迹生成方法，运用五轴侧刃铣削法和相对于曲面驱动铣削法生成叶片的精加工轨迹。通过软件仿真检验加工干涉和碰撞问题，为叶片的后续加工提供了保障。五轴加工大大提高零件的整体和表面质量，对整体叶片类零件的加工提供了很好的思路。UG6.0有着强大的仿真加工功能，提供了多种铣削加工方案，本文以离心泵叶轮为例介绍 UG6.0的五轴仿真加工过程。

1 叶轮的三维实体造型离心泵整体叶片曲面为扭 曲的直纹面，叶片向外螺旋展开，并倾斜-定的角度。通过流体动力学对叶片的流道截面进行设计，得到叶片的截面曲线数值～数据导入到三维造型软件中，应用多截面拉伸生成-个叶片，最后阵列成型(见图 1)。

2 整体叶轮的加工工艺分析及编程过程图 1 整体叶轮的三维模型由于叶轮有多个叶片组成，且单个叶片的厚度较薄，刚度小，在加工时很容易变形。为减小叶片变形，提高加工效率，在粗加工阶段对流道进行开槽粗加工。而在半精加工和精加工阶段为保证加工质量，用侧刃铣削加工方法或相对曲面驱动铣削方法对叶片进行分区域高速铣削。根据叶片的特点将其分为三个区域铣削，叶片的正面，背面，及两叶片之间的流道区。由于两叶片之间的距离比较近，流道相对狭窄，本文的重点及难点就在于流道之间的开槽铣削加工。其 UG6.0的数控加工的过程可参照下面的框图2。

收稿 日期：2013-叭 -14作者简介：付大鹏 (1960-)，男，吉林湿林市人，东北电力大学机械工程学院教授 ，主要研究方向：数控技术26 东北电力大学学报 第33卷N0160 X -.8705 Y -.0973 Z1.4618 A10.713 B355.499 F2.9N0170 X -.9066 Y -.0581 Z1.4721 A10.469 B354.795N018O X -.9402 Y -.0175 Z1.4827 A10.158 B354.105N0190 X -.9715 Y.0247 Z1.4934 A9.799 B353.448N0200 X -1.0006 Y.0683 Z1.504 A9.401 B352.832NO210 X -1.0275 Y.1134 Z1.5146 A8.964 B352.259N0220 X -1.0521 Y.1593 Z1.5251 A8.493 B351.733N0230 X -1.0748 Y.2064 Z1.5353 A7.997 B351.2595 结 论由于现在整体的离心叶轮大多都是铸造成型，叶片的粗糙度高。随着CAD/CAM技术的发展，集成仿真加工与设计给复杂零件提供了很好的工具∩以看出 UG在数控加工方面有着巨大的优势，尤其可以对复杂零件进行多轴的加工，从而提高了加工效率和加工质量，降低了成本，也弥补了人工编程的不足。本文通过介绍五轴仿真加工得到了理想的叶轮，给复杂件的生产提供了更好的思路。