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1、《机床与液压》20061No11·61·基于UG的叶片数控砂带磨削刀位数据的计算苏高峰,张秋菊(江南大学机械工程学院,无锡214063)摘要:介绍了一种在UG环境下使用OpenAPI编程计算叶片砂带磨削刀位点的方法,并开发了磨削加工仿真模块,对计算结果进行了仿真验证。该方法可省略编程建模的复杂过程,计算结果精度高,为叶片数控砂带磨削的后置处理奠定了基础。关键词:叶片;刀位数据;砂带磨削;UG二次开发中图分类号:TK26313文献标识码:A文章编号:1001-3881(2006)1-061-3CalculationofC
2、utterLocationDataforBladeNCBeltGrindinginUGEnvironmentSUGaofeng,ZHANGQiuju(SchoolofMechanicalEngineering,SouthernYangtzeUniversity,WuxiJiangsu214063,China)Abstract:AnewmethodofcalculatingthecutterlocationdataforbladeNCbeltgrindingusingOpenAPIinUGenvironmentwasin
3、troduced,andagrindingsimulationmodulewasdevelopedtoevaluatethecalculationresults1Theresearchprovesthatthecomplicat2edmodelingprocesscanbesimplifiedbytheuseofUGtools,andhighaccuracyresultscanbeobtained1itlaysthefoundationforpost-processingofthebladeNCbeltgrinding
4、1Keywords:Blade;Cutterlocationdata;Beltgrinding;FurtherdevelopmentofUG0引言文献[5,6]均自行设计开发了叶片砂带磨削的刀叶片是汽轮机、水轮机、燃气轮机等设备中的关位计算程序,复杂而且与CAD系统的集成性不好。键零件。众所周知,叶片模型大都是通过“风洞试本文在UG环境下利用UG/OPENAPI编程工具开发验”、“水地试验”获得的,至今还无法用完整的数了叶片砂带/砂轮磨削的前置处理模块,省略了曲面学方程进行描述,其表面形状的复杂性给加工带来了造型的繁琐
5、过程,可精确求取刀位数据和进行叶片加极大的困难,而叶片型面加工精度和表面质量直接影工仿真,提高了编程效率和通用性,并可方便地实现响整机性能。目前采用加工中心加工叶片型面是一种与CAD系统集成。[1,2]主流趋势。为了保证型面的表面质量,往往还需1刀位数据的计算要进行抛磨加工。较之手工抛磨加工,使用CNC砂刀位数据包括刀具在加工点的三维坐标及刀轴矢带磨削叶片是目前提高叶片加工质量的一种高效加工量两部分内容。数控砂带磨削的刀具点坐标值可以由[3]工艺。叶片截面线上各点沿法向偏置r得到(r为接触轮半国外在这方面的研究起步较早
6、,具有代表性的是径)。磨削加工的刀轴矢量不同于普通的铣削加工,德国Metabo公司于1986年研制出的第一台用于叶片后者的刀轴矢量一般确定为曲面在加工点处的法线方[4]向加工的六轴数控砂带磨床。由于砂带是一种柔性磨,而磨削加工的刀轴矢量为接触轮的轴线方向,与具,在叶片型面误差不均匀的情况下,加工过程中必加工点处曲面的某一切线方向平行。因此,砂带磨削须施加相应的法向压力才能保证磨削的顺利进行,所刀位数据的计算包括以下三方面内容:叶片曲面造以Metabo机床在原有的x、y、z和A、B、C六轴的型、刀具中心坐标计算和刀轴矢量
7、计算。基础上还增加了一个压力轴N,实际上是七轴联动。111叶片曲面造型国内从上世纪90年代开始研究叶片数控砂带磨削工刀位数据的求取必须建立在曲面精确造型的基础艺,并取得了一些进展,但基本上停留在实验研究阶上,B样条曲面在曲面造型和数控加工中应用广泛。段,至今尚没有成熟的加工设备面世。叶片型线在图纸上是以截面上的有限个点的坐标表示实现叶片的数控加工需要进行前置处理(曲面的,除了这些点外,型线上其它点的坐标均无法从图造型、刀位数据计算)和后置处理(刀位数据转纸上直接获得。通常的造型方法是对给定的型值点反CNC程序、确定加工
8、手段等)两个步骤。由于叶片算控制顶点,再利用B样条曲面片法拟合叶片型面。型面的复杂性,其刀位计算是实现叶片数控加工的难由于砂带磨削是线接触,面向数控加工的曲面应该是点之一。对于多轴铣削加工,可利用CAD/CAM软件直纹面,还需要用逼近原理解决这一矛盾。均匀双一自带的前、后置处理模块自动生成刀位数据文件,进次B样条(鞍形曲面)是直纹
