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《基于pro_e5_0的汽轮机叶片建模与加工仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、#现代设计与先进制造技术#郝鹏君陈光明罗仕江基于Pro/E5.0的汽轮机叶片建,,45基于Pro/E5.0的汽轮机叶片建模与加工仿真研究112郝鹏君,陈光明,罗仕江(11南京农业大学工学院,江苏南京210031)(2.无锡鼎元精工机械有限公司,江苏无锡214026)摘要:为了解决汽轮机叶片复杂曲面的加工难题,采用Pro/E软件中的离散点文件编辑方式提高三维实体建模效率,并在建模基础上对汽轮机叶片的曲面多轴加工轨迹进行了研究,最后通过加工仿真功能验证了刀具路径的正确性。关键词:汽轮机叶片;Pro/E软件;三维建模
2、;加工仿真中图分类号:TH122文献标识码:A文章编号:1672-1616(2012)01-0045-04汽轮机叶片是汽轮机的关键零件,它起着将蒸CAD/CAM系统结构如图1所示。本文以某机组汽的动能转换为机械能的作用,是汽轮机的/心29级动叶片为例进行探讨。脏0。汽轮机效率的高低,很大程度上取决于叶片[1]型面的设计和制造水平。汽轮机叶片的实体造型对于汽轮机叶片的设计和后续仿真加工等研究都具有重要的作用。如何能更加快速和有效地构建汽轮机叶片的三维实体模型一直是汽轮机制造业竞相关注的热点问题。图1汽轮机叶片的C
3、AD/CAM系统结构图考虑到Pro/E软件突出的三维设计能力、强大1.1叶身实体造型的曲面造型功能和NC加工模块及与其他软件成汽轮机叶身的实体造型,首先是截面曲线的确熟的接口技术。本文采用Pro/E5.0对汽轮机叶片定,通过截面曲线构造叶身曲面后再生成实体,其进行三维实体建模。作为现今最成功的CAD/中主要是各截面曲线的生成。CAM软件之一,Pro/E的优点在于其所有模块具目前,叶身截面曲线的型线表达方式主要有2有相关性和面向对象的参数化造型及单一的数据种:一种以公式曲线的形式给出,如给出圆弧连接库功能。它使得
4、设计方法和设计结果用可变的参点及圆弧半径数据的由若干圆弧段构成的型线;另数表示,便于修改,当原始造型被修改后,其相关模一种则以一系列离散点数据用列表型线形式给出。块具有自动更新功能。汽轮机叶片截面曲线的几何形状都是通过大量的实验研究求得,测量的数据大部分为一系列特1汽轮机叶片实体造型征截面的离散点坐标。其截面曲线主要由4部分汽轮机叶片从功能上主要分为静叶片(又名喷曲线构成,如图2所示,其中进汽边和出汽边分别嘴)和动叶片。典型的汽轮机叶片由叶根、叶冠及为半圆弧,通过圆心坐标和半径确定。叶盆和叶背叶身3部分组成。从
5、其叶身形状上又可分为直叶曲线由型值点确定。片、扭叶片和弯扭叶片。直叶片其叶形曲线为等截传统的建模方法是将各截面曲线首先通过其面曲线,通过一般的拉伸功能即可完成,造型相对他CAD软件或草绘功能依次将各截面曲线草绘出简单,本文不加以讨论。弯扭叶片其叶形曲线为变来,并保存为草绘文件,在混合成型时再一一调入,截面曲线,叶片曲面为复杂曲面,目前造型过程中该方法的缺陷在于每次调入的过程中,都要考虑每还有许多问题,需进一步探讨。汽轮机叶片的个截面的坐标系和方向等,工作量繁重。收稿日期:2011-06-30作者简介:郝鹏君(1
6、986-),女,河北石家庄人,南京农业大学硕士研究生,主要研究方向为数控加工技术。462012年1月中国制造业信息化第41卷第1期的是,进汽边与出汽边曲线要分别与叶盆和叶背曲线光滑过渡,可通过造型工具中的编辑曲线功能来完成。图2叶片截面曲线结构图本文中首先将截面曲线的离散点数据编辑成一个*.ibl文件,该文件在.txt文本下编辑,将其图4叶片各个截面曲线图保存为.ibl文件格式即可,方便简单。图3所示即最后利用边界混合成型或造型工具中的曲面为叶片数据文件。考虑到叶片截面曲线组成特征功能,依次选取各个截面曲线,即
7、可完成叶身曲面和使用B样条拟合过程中开曲线(OpenArclength)[4]的连接。利用造型工具中的曲面分析工具和曲面比闭合曲线的处理效果好,故在编辑文件时尽编辑工具对叶片曲面进行曲率分析,编辑不光滑区量将截面曲线类型设置成开曲线。再按图3所示域,直至满足要求为止。随后分别利用叶冠和叶根格式依次编辑第一截面即beginsection!1,在该截造型表面对叶身曲面进行裁剪或延伸,以使叶身形面下分别编辑第一条曲线begincurve!1和第二成一封闭图形,通过软件中的实体化功能即可生成条曲线begincurve!
8、2,即叶盆和叶背曲线。在型叶身实体。值点的编辑中1,2,3,4分别为点的序列号,紧接序1.2叶根、叶冠实体造型列号后的3个数字分别为该点的X,Y,Z坐标值,叶根、叶冠的实体造型相对而言比较简单,可以依此类推分别编辑第二和第三截面曲线。读入文直接草绘截面,通过基本实体造型功能如拉伸、倒角、件时只需通过工具栏/样条0)/自文件0功能即可打孔、开槽、拔模等即可完成。需要指出的是,考虑到直接生
