基于NX(UnigraphicsNX)的叶片零件多轴数控加工研究

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1、万方数据第23卷第5期2010年9月机电产品开簋与纠薪Development＆InnovationofMachinery,＆Electric',dProductsV01．23，No．5Sep．。2010文章编号：1002-6673(2010)05—149--02基于NX(UnigraphicsNX)的叶片零件多轴数控加工研究李有智。王卫芳(苏州工业职业技术学院，江苏苏州215012)摘要：多轴加工数控编程一直是航空发动机中叶片加工的关键技术。为了提高叶片零件的加工效率，UG软件的CAM模块中解决了叶片零件加工刀具

2、轨迹生成及数控加工代码生成问题。这样对提高叶片零件加工质量和效率及降低生产成本有着十分重要的意义。关键词：UGCAM；叶片零件；后处理中图分类号：TG68文献标识码：Adoi：lO．3969／j．issn．1002—6673．2010．05．060ResearchonVane-kindPartofMulti-axisCNCMachiningBasedonNXLIYou-Zhi，WANGWei-Fang(SuzhouInstituteofIndustrialTechnology，SuzhouJiangsu21501

3、2，China)Abstract：Themulti—axisNCmachiningprogramisalwaysthecriticaltechnologymthemachiningofvaneofaircraftengine．Fortheput-poseofimprovingNCmachiningefficiencyandqualityofvane—part，CAMmoduleinUGsoftwarehassolvedthevane—kindpartmachin-ingcutting—toolpathgenera

4、tionandNCmachiningcodegenerationissue．Ithassignificantimprovementofvane—kindpartmachiningqu止ityandreducedtheproductioncost．Keywords-UGCAM；vane—kindpart；posttreatment0引言数控加丁是一种可编程的柔性加工方法。数控机床正朝着高速、高精、高柔性、复合化的方向发展。由于其费用相对较高．故适用于精度高、形状复杂的零件的加工，而叶片零件公差带小，其型面多为复杂的

5、空间曲面，需要制造专用的T装夹具，成批量生产要求精确复制，一直是数控加工的应用对象。叶片一般是汽轮机、水轮机等机械设备中的关键零件，在航天、航空、汽车及能源领域都有非常广泛的应用。叶片总体上是由叶冠、叶身和叶根三个部分构成It]。但是数控编程是整个叶片加工关键步骤．也是叶片零件加T过程中的瓶颈．加工叶片专用的数控加丁软件可以减少编程人员的工作量提高叶片类零件的制造精度。UnigraphicsNX的CAM模块具有很高的计算速度、强大的插补功能、全程自动过切检查及处理能力、自动刀柄与夹具干涉检查、进给率优化处理功能、

6、刀具轨迹编辑优化功能、加工残余分收稿日期：2010—07—21作者简介：李有智(1982一)。女，硕士研究生，讲师。已发表论文四篇。研究方向：数控技术。析等功能。1叶片的CAD建模1．1构建截面线叶片的造型是按照型值点到型线再到叶身曲面的过程进行的。每条型线由内弧曲线、背弧曲线、出汽边圆弧曲线和进汽边圆弧曲线四部分组成闭，如图1(a)所示。造型时先对型线上四部分曲线分别造型并连接成一条型线．再使用造型技术创建一个沿着一定方向通过一组型线的叶身曲面。1．2构建曲面在没有提供可参考的实体情况下，可以根据产品图上的要求

7、利用AUTOCAD的LISP程序将圆弧型型线数据读入到CAD中生成DWG文件大致地检查数据的正确性。再用UG与AUTOCAD的转换功能将数据读入到UG中。在UG中将每个截面的型线分成4段：内弧曲线、背弧曲线、出汽边圆弧曲线和进汽边圆弧曲线侧。采用NURBS曲面逼近方法进行曲面造型。发现型面上有凹坑时利用曲率分析功能按工艺要求修正型线直到型面光滑为止，如图l(b)所示。149万方数据·数控机床世界·一⋯蝴＆(a)叶片流线(b)叶片实体曲面图l叶片的造型图2叶片的加工工艺和UGCAM的数控编程叶片数控加工的工艺一般是

8、内、背弧面固定铣削。铣内弧面时定位对准内弧轴向定位线然后压紧．铣背弧面时定位对准背弧轴向定位线然后压紧。设置内弧型面的加工坐标算出进、出汽边的边界编制粗铣迸、出汽边的刀具轨迹。编制内弧型面和背弧型面程序时应尽量减少空行程缩短加工时间。使用UG／OpenAPI函数实现的该模块主要实现刀具加工轨迹计算和数控加工代码文件生成两种功能。在叶片CAM模块中根据叶片加工工序将加工分为