基于五轴机床的叶轮实体建模与加工.pdf

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1、Techn010gyandTesf工艺与检测基于五轴机床的叶轮实体建模与加工赵玉侠狄杰建高德文(北方工业大学机电工程学院，北京100144)摘要：由于整体叶轮的叶片是扭曲的，在建模和加工方面都有极大的困难。相比三轴加工机床，五轴机床具有较高的生产率和较好的加工质量等优点。根据实际工程数据，选用Pro／Engineer软件对实体叶轮进行造型，并对整体叶轮数控加工的走刀路径进行了分析和研究，针对干涉问题，选取刀轴自动避让功能，并定义刀轴限界功能。成功将NC程序从Powermill软件中导入到DEMAGE五轴机床。并以某离心式压缩机整体叶轮产品为例进行了加工验证，加工出了实体产

2、品。实验结果表明选用的加工方法和工艺是非常成功的。关键词：离心式叶轮刀具路径规划五轴机床五轴粗加工干涉检查中图分类号：TG659文献标识码：ASolidmodelingandmachiningoftheimpellerbasedonfive-axismachinetoolZHAOYuxia，DIJiejian，GA0Dewen(DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering，NorthChinaUniversityofTechnology，Beijing100144，CHN)Abstract：Impellerisverydif

3、iculttomachineandmodelbecauseofthetwistedblades．Comparingwiththree—axismachining，five-axismachiningoffersadvantagessuchashigherproductivityandbettermachiningquali—ty．Basedontheactualengineeringdata，pro／Engineersoftwareisappliedtoproducethree—dimensionalgeometricmodeloftheintegratedimpelle

4、r．Furthermore，analysisandresearchweremadefortoolpathoftheintegratedimpellermachining．ToolaxisautomaticallyavoidingfunctionWaSadopted，andthentoolaxislimitingfunctionwasdefined，interferenceproblemisavoided．NCprogramisexposedsuccessfullytoDEMAGEfive——axismachinefromPowerMillsoftwarewheremach

5、iningverificationasacentrifugalim-pellerexamplewasca~iedon，andphysicalproductwasmanufactured．Theresultsofverificationshowthatthemachiningmethodologyandprocedureadoptedaresuccessfu1．Keywords：CentrifugalImpeller；Tool-pathPlanning；Five-axisMachine；Five—axisRoughMachining；Interfer—enceCheck整体

6、叶轮是发动机的重要组成部件，被广泛应用DMU一60P五轴机床进行加工，选用Pro／Engineer软件于航空、航天及其他工业领域，其加工质量对发动机性对实体叶轮进行造型，然后将模型导入到PowerMill软能有决定性的影响。叶片在工作中要承受复杂应力和件中进行自动编程，选取刀轴自动避让功能，定义刀轴微震动，因此对整体叶轮材料、机械加工工艺等都有极限界功能，避免了干涉问题，并生成NC程序，成功地高的要求。然而，其叶片型面通常为自由曲面，结构复将NC程序从PowerMill软件中导人DMU一60P五轴机杂。发动机叶片的加工工作量约占整台发动机加工工床。并以某离心式压缩机整体叶

7、轮产品为例进行了加作量的30％～40％。所以，叶轮的加工一直是技术难工验证，加工出了实体产品。题，倍受各国工业界的关注。发达国家在五坐标高效1整体叶轮的实体造型加工方面开展了深入的研究，较好地解决了薄壁叶片的数控加工变形问题。但是，国内对叶轮加工领域的如图1所示是某型号离心式压缩机的基本组件之研究和应用同发达国家相比还有很大差距。针对这一一，其几何形状可分为轮毂和叶片两部分，叶片又包含情况，本文主要是依托北方工业大学数控中心拥有的包覆曲面、压力曲面及吸力曲面。其中主要的参数有：：ull平弗1簪删Techn010gyandTeS