基于HYPERMILL叶轮模具母轮加工方法的研究.pdf

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1、第5期组合机床与自动化加工技术NO．52013年5月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMay2013文章编号：1001—2265(2013)05—0034—02基于HYPERMILL叶轮模具母轮加工方法的研究张云玲(上海建桥学院机电学院，上海201319)摘要：文章对叶轮的母轮进行了五轴数控加工工艺分析，对整体叶轮的加工进行了研究，采用HYPER．MILL软件对叶轮的叶片及流道面进行了刀路轨迹设置，并详细介绍了在粗加工、半精加工和精加工中切削用量

2、设置。最后利用日本MAZAK公司的五轴加工中心进行了实际加工，经测量检验合格后，应用于叶轮模具的制造。验证了刀具轨迹及数控程序的正确性，缩短了生产周期，降低了成本。关键词：叶轮；增压器；模具中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AAResearchontheMachiningProcessfortheMotherWheelofImpellerBasedontheHypermillZHANGYun—ling(SchoolofMechanical&ElectronicEngineering，ShanghaiGe

3、nchCollege，Shanghai201319，China)Abstract：Thispaperanalysisstandardimpellerswith5一axisNCmachiningprocess，researchtheoverallimpellermachining．setcutterlocusaboutimpellerbladesandtherunnersurfacewithHYPERMILLSoft—ware，anddescribetheamountsetofcuttingintherough，

4、semi·finishandfinishcuttingindetail．Final—ly，JapanMAZAK5-axismachiningcentercarriesouttheactualprocessing，andapplicationintheman·ufactureoftheimpellermoldafterinspectedbymeasuring．TheresultsverifythecorectnessofthetoolpathandNCprogram，shorteningtheproduction

5、cycle，andreducecosts．Keywords：impeller；pressurizer；mould0引言2．2机床准备本文中的叶轮加工采用的是MAZAK公司的五近几年涡轮增压技术应用在汽车、船舶等行业轴联动立式加工中心VARIAXIS5005X机床，最高应用越来越广泛，叶轮做为增压器中最重要的零件主轴转速12000RPM，A轴工作台摆幅为一l2。～之一，需求量也越来越大⋯。目前，这种复杂曲面的+3。，c轴工作台可以360。旋转。切削进给速度1～零件一般采用五轴联动数控机床加工，五轴机床加50000

6、MM／MIN，是一种高速、高生产率、高价值的机工成本较高，周期也较长，所以大部分的压气机叶轮床，能够实现中小批量、多品种、高效率的生产。还是采用金属砂形铸造的方法成型，再用车床进行车削。翻砂出来的叶轮的好坏完全取决于母轮的好2．3刀具准备坏，因此叶轮模具母轮的加工尤为重要。叶轮加工中的刀具选择比较严格。选择刀具时应考虑毛坯材料、机床、允许的切削用量、刚度和耐l叶轮结构用度、精度要求、加工阶段等因素。加工整体叶轮本文研究的叶轮是是一种半开式的等长空间基元曲的刀具多选择圆锥球头或平头铣线叶轮，叶轮只有一种等长叶片，

7、叶尖没有前端盖封闭，叶刀，少数也选择端铣刀和鼓形铣片曲面为空间自由曲面，建模需要采用非均匀B样条插刀。本文粗加工、半精加工及精值曲线，加工需采用自由曲面的五轴联动数控加工。加工所采用刀具均为定制圆锥球2叶轮加工准备头刀具。所有刀具材料均为硬质合金。2．1材料选择2．4夹具准备叶轮模具母轮材料的选择很重要，其应有良好考虑到实际加工的需要，夹的综合机械性能，常温及高温强度、塑性、韧性都要具尽量简单方便，本例采用如图1求较高。为了保证制造模具时尽量少有残渣，特选所示自制简易夹具。夹具底部与图1叶轮加工夹具用美铝707

8、5牌号铝合金做为母轮的加工材料。收稿日期：2012—10—10；修回日期：2012—11—28作者简介：张云玲(1978一)，女，天津人，上海建桥学院机电学院T程师，研究方向为五轴联动加工技术，(E—mail)ameng123003@sina．corn。·38·组合机床与自动化加工技术第5期式中为进给量，r为刀尖圆弧半径。(2)在切削过程中，刀具的三向切削力随切削路图5为采用不同进给量