【導讀】分類號UDC單位代碼10644. 壓氣機葉輪加工工藝

　　

【正文】 圖 16 工序 5 的具體內(nèi)容如表 6 所示。生成的刀具路徑和加工仿真如圖 16 所示。 加工方式 BLEND_FINISH 刀具規(guī)格 Φ 4 錐度 4176。的球刀 1 刀具材料 硬質(zhì)合金 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 10000 加工余量 mm 進給速度 mm/min 800 表面速度 mm/min 125 切削時間 33min 切削深度 mm 表 6 21 圖 16 工序 6 葉輪葉片的半精加工，半精加工和粗加工相似，半精加工利用更小的刀具，更密的的刀軌，葉片的表面質(zhì) 量大大提高。取 min/125mVc ? ， zf =， Z=3，帶入公式 DVn c?1000? ，算得轉(zhuǎn)速 n=120210/min， zf nZfV ? ， fV =1000mm/min 用 MILL_MULTI_BLADE 模塊中的“葉片精加工（ BLADE_FINISH）”。幾何體選擇“ MULTI_BLADE_GEOM”承接設(shè)置好的葉輪幾何體；驅(qū)動方發(fā)參數(shù)設(shè)置如圖 11 所示，分流葉片的參數(shù)設(shè)置與主葉片的一致；“切削層”中每刀深度變?yōu)榈毒咧睆降?25%；刀軸設(shè)置為“自動”；葉片余量 ；進給、轉(zhuǎn)速詳見表 7。 工序 6 的具體內(nèi)容如表 7 所示。生成的刀具路徑和加工仿真如圖 17 所示。 加工方式 BLADE_FINISH 刀具規(guī)格 Φ 3 錐度 4176。的球刀 刀具材料 硬質(zhì)合金 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 12021 加工余量 mm 進給速度 mm/min 1000 表面速度 mm/min 300 切削時間 102min 切削深度 mm 表 7 22 圖 17 工序 7 流道精加工，流道粗加工后輪轂的表面質(zhì)量達不到使用要求，需要進一步減小步距來提高表面質(zhì)量。 取 min/125mVc ? ， zf =， Z=3，帶入公式 DVn c?1000? ，算得轉(zhuǎn)速 n=10000/min，zf nZfV ? ， fV =800mm/min 。 用 MILL_MULTI_BLADE 模 塊 中 的 “ 葉 轂 精 加 工（ HUB_FINISH）”。幾何體選擇“ MULTI_BLADE_GEOM”承接設(shè)置好的葉輪幾何體；驅(qū)動方法為“葉轂精加工”，注意前緣參數(shù)的設(shè)置，切削模式為往復，其它參數(shù)如圖 18所 示；刀軸設(shè)置為“自動”；葉片余量、葉轂余量均為 0mm；進給、轉(zhuǎn)速詳見表 5。 工序 7 的具體內(nèi)容如表 8 所示。生成的刀具路徑和加工仿真如圖 19 所示。 加工方式 HUB_FINISH 刀具規(guī)格 Φ 3 錐度 4176。的球刀 刀具材料 硬質(zhì)合金 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 10000 加工余量 mm 0 進給速度 mm/min 800 表面速度 mm/min 125 切削時間 78min 切削深度 mm 表 8 23 圖 18 圖 19 工序 8 葉輪葉片精加工，繼承葉片半精加工的基礎(chǔ)， 繼續(xù)對葉片進行精加工，以達到最后葉輪的技術(shù)要求。取 min/125mVc ? ， zf =， Z=3，帶入公式 DVn c?1000? ，算得轉(zhuǎn)速 n=10000/min，zf nZfV ? ， fV =800mm/min。 具體操作如下：用 MILL_MULTI_BLADE 模塊中的“葉片精加工（ BLADE_FINISH）”。幾何體選擇“ MULTI_BLADE_GEOM”承接設(shè)置好的葉輪幾何體；驅(qū)動方發(fā)參數(shù)設(shè)置與半精加工相同，分流葉片的參數(shù)設(shè)置與主葉片的一致；“切削層” 24 中每刀深度變?yōu)榈毒咧睆降?15%；刀軸設(shè)置為“自動”；葉片余量 ；進給、轉(zhuǎn)速詳見表 7。 工序 8 的具體內(nèi)容如表 9 所示。生成的刀具路徑和加工仿真如圖 20 所示。 加工方式 BLADE_FINISH 刀具規(guī)格 Φ 3 錐度 4176。的球刀 刀具材料 硬質(zhì)合金 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 12500 加工余量 mm 0 進給速度 mm/min 850 表面速度 mm/min 157 切削時間 170min 切削深度 mm 表 9 圖 20 工序 9 葉輪根部圓角精加工，此時根部圓角精加工主要考慮圓角半徑和刀具半徑的大小，理論上是刀具半徑越小越好，但實際的加工中刀具半徑越小刀具剛性就越低，不利于加工。因為根部圓角為 所以采用 Φ 3 的錐度球刀完全可以達到加工要求，精加工時用為精加工準備的新刀。取 min/125mVc ? ， zf =， Z=3，帶入公式 DVn c?1000? ，算得轉(zhuǎn)速 n=10000/min，zf nZfV ? ， fV =800mm/min 。 用 MILL_MULTI_BLADE 模 塊 中 的 “ 圓 角 精 加 工 25 （ BLEND_FINISH）”。幾何體選擇“ MULTI_BLADE_GEOM”承接設(shè)置好的葉輪幾何體；驅(qū)動方法為“圓角精加工”，注意“驅(qū)動模式”選擇“參考刀具”其它參數(shù)如圖 16；刀軸設(shè)置為“自動”；葉片余量 ；進給、轉(zhuǎn)速詳見表 10。 加工方式 CAVITY MILL 刀具規(guī)格 Φ 3 錐度 4176。的球 刀具材料 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 12500 加工余量 mm 0 進給速度 mm/min 850 表面速度 mm/min 113 切削時間 36min 切削深度 mm 表 10 圖 21 UG 加工及仿真結(jié)果與模型的比較 26 圖 22 6. 總結(jié) 本文利用 UG NX8. 0 軟件對壓氣機葉輪進行了加工仿真，合理選擇了加工使用的刀具和機床，并針對流道和葉片的幾何特征確定了刀軸的控制方式，選擇了適當?shù)牡毒哕壽E驅(qū)動方法進行了流道和葉片的加工，生成的加工刀軌。 文中介紹在對流道、根部圓角的加工時刀軸驅(qū)動采用“插補矢量”。可以控制輸出很好的加工刀軌，加工出來的曲面質(zhì)量相當高。避免刀軌發(fā)生干涉是五軸加工的難點和重點，本文對對流道和底部圓角加工時對刀具的進退倒 進行了控制，依據(jù)葉輪的特征，區(qū)域之間快速移動時以球的方式控制刀軸的移動，使刀軌變的更清晰，這樣不僅提高加工效率，而且使加工變的更加安全。本文的主要工作總結(jié)如下： (l) 本文利用立式五軸高速加工中心加工葉輪方法 ,經(jīng)過實驗表明了方法的可行 ,提高了加工效率 ,更好地保證了各表面的相互位置精度。 (2) 數(shù)控加工的仿真防止了刀具與機床的干涉 ,驗證了程序的正確性 ,實現(xiàn)了加工參數(shù)的優(yōu)化。 (3) 通過加工實驗表明 ,所設(shè)計的零件采用五軸機床在加工時正確地安裝、對刀、試切，程序的正確才能保證加工質(zhì)量。 27 附 1： 28 參考文 獻 ： ［ 1］ 田偉，王建華 ． UG NX 中文版數(shù)控加工技術(shù)指導 ． 電子工業(yè)出版社 ， ． [2] ［ 2］ 鄭修本 ． 機械制造工藝學 ．北京： 機械工業(yè)出版社 ， （ 重修） ． ［ 3］ 肖軍民 ． UG 數(shù)控加工中的編程經(jīng)典實例 ．北京： 機械工業(yè)出版社 ， ． ［ 4］ 朱曉春 ． 數(shù)控技術(shù) ．北京： 機械工業(yè)出版社 ， （ 重修） ． 29 致 謝 在這畢業(yè)設(shè)計的過程中，我的指導老師曾強提供了大量的幫組，從選題到開題報告，都認真的指導我。在整個設(shè) 計的過程中，他們也仔細的審查我在設(shè)計中存在的每一個問題，然后引導我加以改正，對我也是充分的信任。對此，我表示衷心的感謝。同時我還要感謝在我學習期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學和朋友。 本次畢業(yè)設(shè)計是對我四年大學學習效果的檢驗，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我學習到了很多新的知識，這也是對我出身社會的最后一次考驗吧 1！ 本文利用 UG NX8. 0 軟件對壓氣機葉輪進行了加工仿真 ,合理選擇了加工使用的刀具和機床 ,并針對流道和葉片的幾何特征確定了刀軸的控制方式，過選擇了適當?shù)牡毒哕壽E驅(qū)動方法進行了流道和 葉片的加工，生成的加工軌跡。 文中介紹的對流道的加工采用刀具軸插補刀具軸加工，這種方式可以通過在指定的點定義矢量方向來控制刀具軸。當驅(qū)動或零件幾何體非常復雜，又沒有附加刀具軸控制幾何體時，插補刀具軸可以控制劇烈的刀具軸變化，調(diào)節(jié)刀軌，避免碰到障礙物。指定的矢量越多，對刀具軸的控制越多。使用這種方法時，驅(qū)動幾何體引導刀具側(cè)刃，零件幾何體引導刀具底部?？梢钥刂戚敵龊芎玫募庸さ盾墸庸こ鰜淼那尜|(zhì)量相當高。 五軸加工是最難也是最重要的是避免發(fā)生干涉，本文對對流道和底部圓角加工時對刀具的進退倒進行了控制，依據(jù)葉輪的 特征，區(qū)域之間快速移動時以球的方式控制刀軸的移動，使刀軌變的更清晰，這樣不僅提高加工效率，而且使加工變的更加安全 30