2020年浅谈基于UG的整体叶轮加工仿真技术研究论文

浅谈基于UG的整体叶轮加工仿真技术研究论文 整体叶轮外形比较复杂，设计和制造加工都是一个难点。文章首先对整体叶轮进行加工工艺分析，再结合五轴数控加工技术，编写出加工工艺，再利用CAM 技术生成刀具轨迹。 叶轮形状比较复杂，叶片的扭曲程度比较大，常常在高速状态下运转，加工时容易发生干涉现象。叶轮的性能很大程度上受到加工质量的影响。考虑到整体叶轮的实际工作情况，要求具备良好的动力学性能，所以叶片大都采用了大扭角、根部变圆角等结构，但铣削加工这种结构比较困难。并且叶片曲面制造质量要求高，叶轮叶片又比较薄，制造中会出现大量的工艺问题，因此要制造出与设计要求相符的叶轮，不仅要有良好的制造方法，还要有良好的工艺作保证。 1.1 叶轮的加工难点 为了让叶轮的动力性能满足要求，叶轮叶片往往扭曲程度较大，根部采用导圆角等结构，这些结构设计给叶轮的加工提出了更高的要求，叶轮加工难点如下： (1)叶轮槽道较窄，但叶片相对较长，相对刚度较低，加工过程中容易发生变形现象，导致加工难度增大。 (2)叶轮曲面为自由曲面、流道较窄、叶片扭曲程度比较大，加工难度较高，加工表面的整体一致性也难以保证。 因此，为了加工出满足实际需求的叶轮，必须综合考虑具体的使用环境，叶轮叶片较长且薄、扭曲程度大等特点，制定出一套完整并且合理的加工。 1.2 叶轮加工工艺规划 流道和叶片的加工工艺是叶轮加工工艺的主要内容。叶片及流道的加工方法多种多样，但其工艺路线一般都是工序比较紧凑集中的，这样不仅可以提高加工精度，还能缩短工艺路线和加工时间。 1.3 叶轮加工的阶段划分 在本次加工的叶轮中，主要是加工流道、叶片两部分。此外，叶片与叶片间的大量材料需要去除，并且各表面的加工要求不尽相同，因此在制定工序时，要遵循先粗后精、先主后次和分面加工的工艺原则。根据上述加工工艺原则，将叶轮的加工过程分为两个阶段：粗加工和精加工。 1.4 叶轮加工刀具的选择 此次采用硬质合金刀具进行加工。 1.5 叶轮加工中切削参数和冷却方法的选择 本次加工选择00Cr18Ni14Mo2Cu2 不锈钢作为材料，采用顺铣法加工，冷却法采用喷雾法。硬质合金铣削不锈钢时，一般取Vc=70m/min150m/min，Vf=37.5mm/min150mm/min。 1.6 叶轮的加工路线 经过上述分析，拟采用的叶轮加工路线如下：(1)叶轮流道加工;(2)叶轮叶片粗加工;(3)叶轮叶片精加工。 2.1 叶轮加工方案的制定 (1)根据前文所述的工艺设计方案，现制定叶轮的加工程序。 (2)加工使用的刀具。 (3)叶轮加工工艺方案。 2.2 创建零件加工方法 (1)叶轮的流道加工：叶轮的流道加工选取的加工方法是可变流线铣，在驱动方法下拉菜单中选择“流线”方式。把刀具轴矢量选择为“朝向点”。 (2)叶片加工：采用变轴加工，驱动方法采用“曲面”方式，而刀具轴矢量选择“朝向点”。 2.3 UG 环境下CAM 实现 2.3.1 加工刀具轨迹和刀轨可视化仿真 反复修改主菜单中的各个参数，使生成的刀轨均匀、整齐。叶轮流道加工刀轨可视化仿真。 2.3.2 生成刀具轨迹文件 叶轮的每一加工步骤完成后都会生成刀具轨迹文件，在后置处理中，就是应用这些文件来生成机床能够识别的NC 代码。叶轮流道加工生成的部分刀轨文件。 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 文章研究了叶轮的加工工艺，拟定出了叶轮加工的工艺规划，包括加工刀具的选择、工艺阶段的划