基于matlab与ug汽轮机叶片造型与数控编程研究

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1、28工具技术基于MATLAB与UG的汽轮机叶片造型及数控编程研究王正军，马保荣，冯海涛，张继林兰州理工大学摘要：将测量的叶片截面数据经Matlab软件平滑处理，再将平滑处理后的数据导入uG，基于uG软件的强大建模功能和曲面编辑功能，采用NURBS方法建立汽轮机叶片的空间样条曲线，对叶片进行了几何造型；在CAD模型的基础上，进行了叶片的数控加工工艺流程规划，并用软件的CAM功能对叶片进行了数控加工仿真。关键词：Matlab；汽轮机叶片；UG中图分类号：TG659；TH164文献标志码：AResearchonModelingandNCProgrammingofSteamTurb

2、ineBladesBasedoilMatlabandUGWangZhengjun，MaBaorong，FengHaitao，ZhangJilinAbstract：ThemeasurementdataofbladesectionissmoothedbyMaflabsoftware，thenimportthedataaftersmoothedintheUGsoftware，UGhaspowerfulmodelingfunctionsandeditingfunctions．NURBSmethoditusedtoestab．1ishthespace—liketurbineblade

3、curve．Basedonit’SCADmodel，themaechingtechnologyprocessofthebladeisana-lyzed，processingsimulationispracticedbyCAMfunctionofUG．Keywords：Matlab；turbineblade；UG1引言2汽轮机叶片的CAD／CAM系统结构图汽轮机叶片是一种典型的具有复杂曲面的零UG是一个高度集成的CAD／CAE／CAM软件系件。叶片一般都处在高温、高压、高转速和腐蚀介质统，它不仅具有强大的实体造型、曲面造型等设计功环境下工作，不仅需要有较高的强度，而且要具有较

4、能，而且可以运用建立好的三维模型直接生成数控高的抗腐蚀、抗疲劳、抗冲击能力。随着材料科学、代码，用于产品的加工。汽轮机叶片CAD／CAM系设计技术、加工设备的变化和进步，其型面形状日趋统结构图’见图1。复杂，其加工工艺也不断地发生变化并日臻完善。汽轮机叶片CAD／CAM主模块其加工要求严格，加工量很大。叶片CADS4造Ii加工仿真汽轮机叶片的型面已经从等截面直叶片向变截面扭叶片发展，其加工工艺也随之变得愈加复杂，叶片型面的造型及加工直接影响到汽轮机的工作性囱囱能。目前，汽轮机叶片一般均采用五坐标联动数控机床来加工完成J。加工之前的数控编程是保证叶片加工精度和表面质量的关键。

5、本文针对汽轮机叶片型面的复杂性，先将实测数据经Matlab软件平3创建叶片三维模型滑处理后，导人UG利用NURBS方法对其进行了精3．1叶片数据的获取方法确的三维造型，并进行了叶片的数控加工工艺流程汽轮机叶片数据的获取主要有两种方法：一种规划；UG的加工制造模块功能极强，研究在同一个是通过逆向工程；一种是通过理论计算。逆向工程CAD、CAM环境下，实现汽轮机叶片的三维造型、图是把原型的几何尺寸通过各种测量方法(如：三坐形化数控编程、刀具轨迹生成、实时加工仿真的方标测量机、激光跟踪仪、三坐标测头等)转化成数据法，以保证数控加工的质量和效率。文件，然后重新建立此零件的CAD模型

6、的技术。理论计算是根据流体力学原理计算出的叶型数据。数据文件提供的是一系列数据点坐标，数据点收稿日期：2012年3月292012年第46卷N0．7*l】柑蜉1l螗l111，5l-H40a撙Z,7o，5啐711抑2，ij3d]日60坐标格式为：“x空格Y空格z空格”，与UG对数21e11e8j：8D1，曲∞jl59々4口l50，，2⋯129⋯⋯，j，⋯，．13L10j■3194l3713a41钾l1蜘∞j‘e7靳翻Ed7l据源文件的要求一致。这样才可以根据曲面的连5⋯a⋯，一㈣⋯931645融18jB6，76328ll皿362扭曲州6，，0，lj目∞4g，㈣3e09e蕾e40

7、删々j托18舢蝴^l口l，E譬1槽#s日7，，㈣，0再，续、光滑性要求，在UG的自由曲面模块中，由叶片9EljE3，t鲐jlj833'8啪41#6，翔I835⋯⋯3⋯⋯3⋯⋯；‘1l1，目cl4内2j'¨j8l∞z瑚54S4‘帽l129lln，7钉40B0嚣40，穗1●，蛳l曲$的离散数据点拟合生成光滑、准确的闭合曲线，从而1，P0-啦j#■I钟工IIj；I2，p#，口∞jjt罄‘■；Ht口目口771410j8删I2：312Em904S蛳蚴e叭j1511惦7■j∞，⋯o⋯5⋯3⋯，40～⋯一⋯—‘l1372440]