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基于五轴机床的叶轮实体建模与加工

发布时间:2013-05-04 作者:赵玉侠 狄杰建 高德文  来源:万方数据
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/Engneer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,加工出了实体产品。实验结果表明选用的加工方法和工艺是非常成功的。

4 实际加工离心叶轮

  4.1导入NC程序

  要想将Nc程序导人到五轴加工中心,首先就必须建立计算机、软件和五轴加工中心之间的联系。联系方式就是建立TcP/IP协议,在IP address中填写相应的地址。其次就是点击鼠标把《standard》中的上栏产生的NC程序名称拖拽到下栏(图10)。

导入Nc程序

  4.2实际加工叶轮

  本文叶轮加工是利用Delcam—PowerMill软件进行NC程序编程,并完成传接,最终在北方工业大学数控中心DMu 60P hidyn五轴加工中心上完成加工。粗加工采用顶端喷射切削冷却液,S=l500,F=200,切削量=1.5mm。粗加工完成的叶轮如图11b所示。轮毂粗加工和叶片精加工的参数是S=1 500,F=300,切削量=1mm。精加工完成后的叶轮如图11c所示。

图11叶轮的实体加工

5 结语

  本文针对具有复杂型面的叶轮,通过Pro/Engneer进行三维实体造型,运用了PowerMill对整体叶轮加工轨迹进行了规划、加工仿真,有效地避免了相邻叶片之间由于空间小而产生的碰撞干涉,并生成NC程序,在DMu 60P hidyn五轴加工中心完成了某离心式压缩机整体叶轮。该整体叶轮精度较高,可见选取的走刀路径还是比较成功的,加工后的叶轮能满足使用要求,误差在允许范围内。但由于受刀具材料和刀具长度的限制,导致刀具震颤和刀具硬度不够,致使加工时间较长一些。实验结果表明该方法是町行的,对复杂结构的造型、加工具有指导意义。

  文中没有考虑叶片加工中的受力变形问题。叶片在加工过程中是一个复杂的动态过程,刀具的切削力会使叶片产生变形,这使叶片加工的精度降低。叶片变形将成为后续研究工作的重点之一。

  整体叶轮的五坐标数据加工要求比较严格,仍有许多问题需要完善,比如如何进一步提高加工质量和加工效率等。

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