基于nx汽轮机叶片多轴加工中关键技术研究

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1、毫鄹：专}尊飒款羿弱强稿lTopics：ComputerSoftwareandProgrammeTechnology●基于NX的汽轮机叶片多轴加工中的关键技术研究章泳健①潘毅①陆建刚②姚志强①((常熟理工学院机械工程系，江苏常熟215500；②常熟市机电设备厂，江苏常熟215500)摘要：在对汽轮机叶片多轴加工工艺特点进行分析的基础上，研究了应用NX软件来完成叶片多轴加工编程所涉及的一些关键技术。关键词：叶片多轴加工NX中图分类号：TK263．3文献标识码：AResearchonKeyTechnologi

2、esofMulti-axisMillingforTurbineBladeBasedonNXZHANGYongjian①，PANYi①，LUJiangang②，YAOZhiqiang①(①DepartmentofMechanicalEngineering，ChangshuTechnologicalInstitute，Changshu215500，CHN；②ChangshuElectricalEquipmentFactory，Changshu215500，CHN)Abstract：Basedontheanal

3、ysisofmulti-axismachiningprocessoftheturbineBlade，researchhasbeenmadeonkeytechnologiesofmuhi—axismillingbyusingNX．Keywords：TurbineBlade；Multi-axisMachining；NX近年来大型汽轮机巾的叶片普遍采用弯扭叶型，1叶片多~Dn-v的工艺特点其精度要求高、制造难度大，而主要的加工难点则集中在对型面的加工上。由于多轴铣相比传统三轴铣具有以一个典型的叶片型面多轴铣加工

4、工艺为例，所加工适应性强、切削状态好的优点，目前该类叶片的型包含的主要工序通常有(如图1)：面加工通常都采用多轴铣的方式来进行。然而，目前国内汽轮机叶片多轴数控加工设备及软件基本由国外厂商所提供，并采取捆绑销售。由于专用编程软件根据叶片加工的特点及专用机床的配置而设计，因此针对性很强。不仅具有丰富的多轴加工策略，还包含了叶片辅助工艺设计功能。当输入叶片(a)型面开槽(b)型面、t"-精DHi-的造型数据后，只要进行简单的参数设定，就能配合专用叶片机床快速完成叶片加工。然而由于在程序中包含了大量的机床专用指

5、令，因此无法直接移植到其它数控机床上进行使用。近年来虽然市场上也出现了一些国产的叶片加工机床，有的还在某些技术上有所突一、破，但总体来讲应用效果并不十分理想，其中的一个重(c)过渡面清根加J二(d)汽道面整体精加】二要原因就是没有解决好I1卜片的多轴编程问题。而基于图1叶片型面多轴铣加工工艺的主要工序通用CAD／CAM软件的应用研究及二次开发，无疑是解决叶片多轴编程的可行之路。本文将在分析叶片多(1)型面开槽：在靠近叶根(或叶冠)的一端的型轴加工特点的基础上，基于SIEMENSNX软件对叶片面毛坯上开出一

6、条宽槽，以方便后续加工的刀具落刀，多轴加工中的若干关键技术进行研究。如图la所示。SIEMENS，2001．(编辑徐洁兰)(收稿日期：2009—04一lo)作者：张爱红，男，1971年生，副教授，研究方向：文章编号：10109数控、机器人等机电一体化技术。如果您想发表对本文的看法，请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。}≮；；⋯砉lu篓+耋l删_翌羽：计飘瓠嗣强靛(2)型面半精加工：在上述工序所开的槽处落刀，为线性轴与转动轴的合成速度，各轴的速度分配情况沿汽道方向进行扩槽加工，如图1b所示。更复杂。

7、如果程序中的切削速度设置不合理，就会在(3)过渡面清根加工：以叶根(或叶冠)侧面为导叶片加工中出现由于超出控制轴响应速度而导致的叶向，绕汽道面加工出符合要求的圆弧过渡面，如图1c片过切或欠切现象。所示。刀具一般采用带锥度球刀，根据余量情况，可采2叶片多轴／j~-r编程中的关键技术用不同直径的刀具进行多次切削。(4)汽道面整体精加工：一般使用直径较小的带汽轮机叶片型面加工涉及到多轴数控加工编程与锥度球刀，以较小的切削量和较大的切削速度完成整复杂曲面造型。以下以国产4轴立式加工中心及7轴个型面的精加工，如图1

8、d所示。混联机床为叶片加工设备，以NX为叶片多轴加工编在上述典型工艺中，型面的半精及精加工均采用程软件，来对应用通用软件解决叶片多轴加工编程中螺旋线铣削方式，其走刀轨迹由刀具围绕叶片型面作的一些关键技术进行讨论。整周回转的一系列螺旋线所形成。而开槽及清根加工2．1叶片型面的高质量几何建模技术则采用类似的绕叶片作整周回转的轨迹，其共同的特在多轴加工中，曲面的光顺性及曲面间的光滑连点是：叶片整周切削过程中，轨迹光滑连续，可采用高接