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淺談基于UG 的整體葉輪加工仿真技術(shù)研究論文
整體葉輪外形比較復雜，設(shè)計和制造加工都是一個難點。文章首先對整體葉輪進行加工工藝分析，再結(jié)合五軸數(shù)控加工技術(shù)，編寫出加工工藝，再利用CAM 技術(shù)生成刀具軌跡。
1 葉輪加工工藝分析
葉輪形狀比較復雜，葉片的扭曲程度比較大，常常在高速狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，加工時容易發(fā)生干涉現(xiàn)象。葉輪的性能很大程度上受到加工質(zhì)量的影響�？紤]到整體葉輪的實際工作情況，要求具備良好的動力學性能，所以葉片大都采用了大扭角、根部變圓角等結(jié)構(gòu)，但銑削加工這種結(jié)構(gòu)比較困難。并且葉片曲面制造質(zhì)量要求高，葉輪葉片又比較薄，制造中會出現(xiàn)大量的工藝問題，因此要制造出與設(shè)計要求相符的葉輪，不僅要有良好的制造方法，還要有良好的工藝作保證。
1.1 葉輪的加工難點
為了讓葉輪的動力性能滿足要求，葉輪葉片往往扭曲程度較大，根部采用導圓角等結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)設(shè)計給葉輪的加工提出了更高的要求，葉輪加工難點如下：
(1)葉輪槽道較窄，但葉片相對較長，相對剛度較低，加工過程中容易發(fā)生變形現(xiàn)象，導致加工難度增大。
(2)葉輪曲面為自由曲面、流道較窄、葉片扭曲程度比較大，加工難度較高，加工表面的整體一致性也難以保證。
因此，為了加工出滿足實際需求的葉輪，必須綜合考慮具體的使用環(huán)境，葉輪葉片較長且薄、扭曲程度大等特點，制定出一套完整并且合理的加工方案。
1.2 葉輪加工工藝規(guī)劃
流道和葉片的加工工藝是葉輪加工工藝的主要內(nèi)容。葉片及流道的加工方法多種多樣，但其工藝路線一般都是工序比較緊湊集中的，這樣不僅可以提高加工精度，還能縮短工藝路線和加工時間。
1.3 葉輪加工的階段劃分
在本次加工的葉輪中，主要是加工流道、葉片兩部分。此外，葉片與葉片間的大量材料需要去除，并且各表面的加工要求不盡相同，因此在制定工序時，要遵循先粗后精、先主后次和分面加工的工藝原則。根據(jù)上述加工工藝原則，將葉輪的加工過程分為兩個階段：粗加工和精加工。
1.4 葉輪加工刀具的選擇
此次采用硬質(zhì)合金刀具進行加工。
1.5 葉輪加工中切削參數(shù)和冷卻方法的選擇
本次加工選擇00Cr18Ni14Mo2Cu2 不銹鋼作為材料，采用順銑法加工，冷卻法采用噴霧法。硬質(zhì)合金銑削不銹鋼時，一般取Vc=70m/min～150m/min，Vf=37.5mm/min～150mm/min。
1.6 葉輪的加工路線
經(jīng)過上述分析，擬采用的葉輪加工路線如下：(1)葉輪流道加工;(2)葉輪葉片粗加工;(3)葉輪葉片精加工。
2 葉輪的CAM 編程
2.1 葉輪加工方案的制定
(1)根據(jù)前文所述的工藝設(shè)計方案，現(xiàn)制定葉輪的加工程序。
(2)加工使用的刀具。
(3)葉輪加工工藝方案。
2.2 創(chuàng)建零件加工方法
(1)葉輪的流道加工：葉輪的流道加工選取的加工方法是可變流線銑，在驅(qū)動方法下拉菜單中選擇“流線”方式。把刀具軸矢量選擇為“朝向點”。
(2)葉片加工：采用變軸加工，驅(qū)動方法采用“曲面”方式，而刀具軸矢量選擇“朝向點”。
2.3 UG 環(huán)境下CAM 實現(xiàn)
2.3.1 加工刀具軌跡和刀軌可視化仿真
反復修改主菜單中的各個參數(shù)，使生成的刀軌均勻、整齊。葉輪流道加工刀軌可視化仿真。
2.3.2 生成刀具軌跡文件
葉輪的每一加工步驟完成后都會生成刀具軌跡文件，在后置處理中，就是應(yīng)用這些文件來生成機床能夠識別的NC 代碼。葉輪流道加工生成的部分刀軌文件。
TOOL PATH/VARIABLE_STREAMLINE，TOOL，D6
TLDATA/MILL， 6.0000， 3.0000，75.0000， 0.0000， 0.0000
MSYS
0.0000， 0.0000，1
00.0000， 1.0000000， 0.0000000， 0.0000000， 0.00000
00， 1.0000000，
……
PAINT/SPEED，10
PAINT/TOOL，NOMORE
END-OF-PATH
3 結(jié)束語
文章研究了葉輪的加工工藝，擬定出了葉輪加工的工藝規(guī)劃，包括加工刀具的選擇、工藝階段的劃分以及切削參數(shù)和冷卻方法的選擇等。并且在基于UG/CAM 平臺上，進行了編程，得到了刀位軌跡文件。
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