基于UG的大型水轮机叶片多轴数控加工研究.pdf

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1、工艺与检测Techn0IogyandTest基于UG的大型水轮机叶片多轴数控加工研究杨林建(四川工程职业技术学院，四川德阳618000)摘要：以UG自动编程软件体系架构为依据，研究大型混流式水轮机叶片多轴数控加工方法。探讨提高叶片加工质量和效率的途径。介绍大型水轮机叶片五轴联动数控加工雕塑曲面编程中涉及到的转轮叶片三维造型、切削仿真、刀具轨迹生成等关键技术。该方案切削力小、加工精度高、成本低，具有一定的参考价值。关键词：混流式水轮机叶片数控加工刀具轨迹生成中图分类号：TK73；TP391．73文献标识码：AResearchf

2、ormulti-axisNCprogramminginmachininglargehydraulicturbineSbladesbasedonUGYANGLinjian(SichuanEngineeringTechnicalCollege，Deyang618000，CHN)Abstract：Researchingthemulti—axisCNCmachiningmethodofbladeinlargefrancisturbinebasedonUGauto—maticprogrammingsoftwarearchitectur

3、e．Discussingthewaytoenhancethequalityandpromoteeffi—ciencyofmachining．Thekeytechnologyforfive—axisNCprogrammingtolargesculpturedsurfaceinhydroturbineSbladeisintroduced，whichestablishes3Dmodelandtool-pathgenerationandcuttingsimulationwithsmallforce，highprecision，low

4、costandreferentialvalue．Keywords：FrancisTurbine；Blade；CNCMachining；Tool-pathGeneration水边长约3．7m，出水边约6．8m，上冠、下环约7m，1概述整个叶片背面约36m，毛坯重25～28t，成品重18t。水轮机转轮是水轮发电机组的心脏，其叶片的制结构示意如图1所示，由于叶片与上冠和下环的交线造技术和制造质量直接影响机组运行的水力性能和可较普通叶型长，扭曲程度也较普通叶型大，叶片出口边靠性。其叶片为非常复杂的雕塑曲面体零件，在大中不在同一轴面内

5、，因此给加工机床选择以及加工工艺型机组制造工艺上，长期以来采用“砂型铸造一砂轮和仿真编程造成了很大的困难。铲磨一立体样板检测”的制造工艺，不仅生产效率低，2加工工艺分析叶片型面精度难以保证，且手工砂轮铲磨的劳动强度大，工作环境非常恶劣，已不能满足技术进步的要求，水轮机叶片的主要工作面是复杂的三维雕塑曲也不能有效地保证叶片型面准确性和制造精度。大型面，对其测量的主要目的是要获取曲面上测点的实际水轮机叶片的数控加工工艺设计技术是当今世界发电位置到理论曲面的法向距离。要完成这种测量，一般设备制造业中的关键技术之一，也是当今机械加工

6、技的测量仪器是无法承担的。目前，国内外通常采用两术中的尖端技术。它涉及到种方法进行，一种是直接测量法，另一种是间接测量计算机辅助产品的三维造法。型，计算机仿真模拟加工，五2．1数据计算轴联动CNC技术，复杂的金在测量中其实只是做了数据的采集工作，因为叶属切削技术，三维曲面型面片毛坯是不规则的实体，所以采集的数据未经处理前测量及定位技术，以及毛坯是杂乱的数据，必须计算整理才能得到理想数据。数制造等。本次研究的叶片进图1叶片结构示意图据计算的过程其实就是与叶片实体模型比较的过程。·l36·uff等fuTechn010gyandT

7、esf工艺与检测4结语要的意义。参考文献水轮机转轮叶片五轴联动数控加工技术是当今世[1]朱永强，鲁聪达，等．自由曲线曲面造型技术的综述[J]．中国制造业信息化，2003，32(5)110-I13．界发电设备制造业中的尖端技术之一，大型水轮机叶[2]赖喜德．大型雕塑曲面零件数控加工编程的关键技术[J]．计算机应片五轴联动数控加工涉及到计算机辅助产品三维造型用，2003，12(23)404-405．技术，计算机模拟及仿真加工技术，五轴联动加工机床[3]齐天鹏．基于点云数据的曲面重构方法研究[J]．工程图学学报，仿真及后置处理，针

8、对叶片的合理加工工艺方案，装夹2001(1)：96—100．定位技术与夹具设计与制造，加工方案配以合理的刀[4]LaiXD，ZhouYF，ZhouJ，eta1．GeometricalelTorsanalysisandcon-trolfor5一axismachiningoflargescul