泵轮模型数控技术新加工工艺

　　2.3.3 优化刀路的实际效果

　　在实际加工中，由于操作者还不适应这种方式，加工的效率并没有达到理想的数字，只是提高了30~40％左右，没有理论计算上的高。经过多台的加工，逐步地提高效率，可以提高加工效率60％左右，效果已经很可观了。在实际加工过程中，刀具在上冠和叶片本体过渡处、叶片本体和夹持部分的过渡处有切削量突然增大的现象，这是因为机床在高速运动过程中转向时有滞后，会刮到侧面而造成切削量过大的现象。为了克服这个问题，改变了半精、精加工的刀路，是从外向内的加工刀路，这种改变直接克服了切削量突然增大的问题，刀路是随型方式，进一步提高了刀路的均匀型，加工精度得到进一步的提高。

　　上冠毛坯进行高速粗加工去量，进退刀较多，我们通过优化切削速度，减少进退刀路的跨越高度来提高效率。新刀路减少了进退刀路的距离，同时增加预进入／预退出的速度控制，保证刀路的安全，提高刀路的效率。

　　优化前：03h 36m 17s Cutting／02h 17m 25s NonCutting|05h 53m 42s Total

　　优化后：03h 36m 26s Cutting／00h 01m lgs NonCutting|03h 37m 44s Total

　　可以提高效率37.93％，效果明显。同时也增加了刀具发生碰撞的概率，这就要求铸造的质量要好，不能有突起物、硬质点、沙眼等问题。

　　2.4 模拟仿真

　　叶片精加工仿真、理论模型、实际加工叶片的比较。叶片精加工仿真刀路的计算机仿真结果标识如图8所示，从图中可以看出，合格部位是中间浅色区域，公差在0.01的范围内，与编程加工所设定的公差范围一致。

3 结论

　　理论模型是片体而不是实体，在数学描述上，片体是没有厚度的曲面，其法向具有两面性，边界条件也不确定。数控编程时，求分模线困难，边界条件不好控制，经常出现过切的现象，通过显示曲面的各点的法向矢量或对曲面进行斑马线检测，就会发现并不光顺。实体模型则是具有面积和体积的物体，其边界条件是确定的，分模线位置也很确定。这次编程采用的是区域切削方法，将所有曲面进行拓扑操作，保证了曲面法向的一致性，按照实体模式来编程加工，区域切削会自动判断出分模线的位置，并控制好边界条件是相切的约束，不会出现过切现象。选择的Part部件控制拓扑关系，利用Face部件的加工余量可以设置不同值，来实现自动过渡各个part之间的区域。零件余量是加工后零件上剩余材料的厚度，底面余量是零件底面剩余材料的厚度，坯料余量定义了被加工零件表面留有坯料的距离尺寸值，该参数值即为生成的加工轨迹距坯料表面的距离。

　　流线加工的每一刀加工余量都不均匀，工件表面质量差，受力情况也在变化，工件同意变形。分模线处进退刀路较多，容易发生过切现象。采用固定轴轮廓区域加工的刀路很均匀，保证加工余量是均匀的，工件的受力也相对均匀，保护了机床和刀具。从加工完成的工件看，刀纹均匀，表面质量好。各部件的过渡处要单独加工进行清根，可以减少刀路到部件过渡处出现切削碰壁的现象，还可以精确加工过渡部分，形成很精细光滑的过渡。

　　对抽水蓄能机组模型的核心部件——泵轮的，采用固定轴轮廓加工，封闭轮廓控制切削范围，具有明显优越性，在保证精度的情况下，大幅提高了加工效率。