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  • 基于UG的叶轮数控加工及仿真

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  基于UG的叶轮数控加工及仿真_死板/仪外_工程科技_专业原料。《配备创设技艺》2015年第1期 基于U G的叶轮数控加工及仿真 李忠,张家麟,姬广发,陈龙,张程皓,张宁 (哈尔滨理工大学荣成学院.山东威海264300) 摘要:依据叶轮的形式和特性,通过uG8

  《配备创设技艺》2015年第1期 基于U G的叶轮数控加工及仿真 李忠,张家麟,姬广发,陈龙,张程皓,张宁 (哈尔滨理工大学荣成学院.山东威海264300) 摘要:依据叶轮的形式和特性,通过uG8.o扶植了叶轮的三维模子,拟定了数控加工工艺,计划了加工工艺参数,判袂 天生了基于可变轮廓铣和叶轮模块刀具轨迹,校验准确后通事后管束天生本质可用的五轴数控顺序。 合节词:叶轮;五轴;叶轮模块 中图分类号:TG659 文献标识码:B 著作编号:1 672—545X(201 5)01—01 67—02 叶轮类零件是一类具有代外性且制型斗劲典范 的、类型的通道类庞大零件,它正在能源动力、航空航 天、石油化工、冶金等行业中均有通俗行使,如航空 动员机上的整个叶轮、坦克动员机增压器叶轮、水泵 及压缩机叶轮等㈣。这类零件的计划涉及到气氛动 力学、流体力学等众个学科,曲面加工手腕、加工精 度和加工皮相质地对其本能参数都有很大影响:传 统的叶轮坐褥凡是采用两种方式:一是锻制成型后 广■1 IL簟j 图1叶轮模子 2基于可变轮廓铣的叶轮数控加工工艺流程 2.1刀具挑选 修光;二是叶片与轮毂采用分歧的毛坯,判袂加工成 形后将叶片焊接正在轮毅上㈣。这两种方式不只费时费 为升高加工服从,正在举行流道粗加工、半精加工 进程中尽能够选用大直径球头铣刀,然则毛坯开粗 中因为切削量较大,切削力也较大,尽量选用平底刀 力,且叶轮的各类本能难以担保。 基于uG的叶轮的五轴数控编程可通过可变轮 廓铣模块和专用的叶轮模块举行.本文对这两种方 或是圆鼻刀来升高刀具的刚性,本文粗加工入选用 圆鼻刀,精加工时挑选球刀。刀具直径的挑选必需保 证刀具直径小于叶片间最小隔断Lmin,Lmin的巨细 法的计划进程举行斟酌。 1 叶轮CAD模子的扶植 叶轮叶片数据的获取紧要有两种方式:一种是 可能依据uC软件的隔断分解效用测得。正在叶片精加 工进程中,应正在担保只是切的条件下尽能够挑选大 直径球头刀,即担保刀具半径大于流道和叶片联贯 个别的最大圆角半径。正在对流道和相邻叶片的移交 个别举行清根时,挑选的刀具半径小于等于流道和 叶片联贯个别的最小圆角半径。 2.2叶轮和流道的粗加工 通过逆向工程,一种是通过外面揣测。逆向工程是把 原型的几何尺寸通过各类衡量方式转化成数据文 件,然后从新扶植此零件的CAD模子的技艺。外面 揣测是依据流体力学道理揣测出的叶型数据,原始 制型数据便是通过外面揣测得出的。 叶轮筑模紧要囊括轮毂筑模和叶片筑模两个部 对付叶轮,五轴联动加工方法开粗并欠好,由于 需去除量过大,五轴联动服从低,加工时代长,机床 磨损大,应采用3轴方式开粗,再采用五轴联动方法 精加工叶片和轮毂。3轴开粗采用contou肿ill—cav— itvmill,通过定向方法,不竭更正方今视图的角度,根 分。轮毂为反转体,布局简易,扶植好轮毂截面特点 弧线后,挽救即可取得实在体模子;叶片属于直纹曲 面,其筑模斗劲庞大,通过uG软件绘制空间弧线,然 后拉伸、阵列,挽救切除结束其曲面的制型,如图1 所示。 据叶片扭曲水平分歧和叶片数目的分歧,行使尽量 少的顺序,尽巨额的去除余量。 型腔铣开粗加工中切削形式挑选跟从周边。选 收稿日期:2014一10—11 作家简介:李忠(1975一),男,博士,黑龙江人,副讲授,紧要从事模具方面教学和酌量职责。 167 万方数据 择跟从周边和跟从部件时刀轨的差异,挑选跟从部 件时,刀轨众,顺序长,但根基可能切削到视图限度 内念要切削的全盘个别;挑选跟从周边时,刀轨少而 3.2叶轮模块下叶轮的数控编程 顺序和刀具的创筑与可变轮廓铣中沟通,刀具 行使D10和D3的球铣刀。开粗加工的驱动方式前缘 规整,部分认为因为第一个粗加工顺序挑选刀具直径 偏大,叶片根部的圆角余量很大,必要后续顺序再进 行修整,没有需要正在第一个顺序就切削的万分清洁, 本文挑选了跟从周边的算法。刀具采用直径10 mm 挑选“沿叶片对象”,相切延长选则“50%刀具”,进刀 类型挑选“圆弧一平行于刀轴”。准确设备叶片精加 工、轮毂精加工工艺参数,以及叶片圆角精加工工艺 参数。 的圆鼻刀举行加工,粗加工余量设备为1 mm,采用 众重深度切削,步进方式为每刀深度,设定每刀深度 为1 mm。 4叶轮数控加工顺序校验及后置管束 4.1顺序模仿仿线叶轮和流道的精加工 因为叶片曲面为空间曲面,呈海浪状,为了预防 对付仍然天生的刀具旅途,可正在图形区中以线 框时势或实体时势仿真刀具旅途,以便于用户直观 地观测刀具的运动进程,进而验证各操作参数界说 得是否合理。刀具旅途验证的可视化仿真是通过刀 具轨迹和创筑动态毛坯来实行的。 4.2后置管束 粗加工后余量不均,设备半精加工工步,以担保精加 工有平均的余量。据工件尺寸,叶轮番道采用两次加 工结束,判袂用D4和D3的球铣刀加工,驱动方法采 用“流线”驱动,挑选两叶片之间的流道动作加工外 面,投影矢量挑选“笔直于驱动体”,刀轴采用“朝向 点”,其坐标为(一100050)。叶片的加工同样必要分两 次结束,判袂用D4和D3球铣刀,驱动方式采用“曲 正在uG/CAM中天生零件加工刀轨,刀轨文献中 包蕴切削点刀心数据的GOTO语句,再有驾驭机床 的其他指令消息。这些刀轨文献不行直接驱动五轴 加工核心,由于机床/驾驭体例对顺序形式和指令有 分歧央求,因此刀轨文献必要进程管束,以切合机床/ 驾驭体例的央求。通过uG后置管束(NxPOST)读取 Nx的内部刀具旅途,天生适合指定机床的NC代码, 酌量获胜取得整个基于可变轮廓铣和叶轮模块下的 NC顺序。 面”驱动。投影矢量采用“笔直于驱动体”,刀轴采用 “侧刃于驱体”侧倾角为10。。 2.4叶片圆角的精加工 假若刀具的圆角半径伟大于叶片根部圆角,制 成非线性差错重要,易变成所谓的“啃刃”情景,故圆 角加工选用D2球铣刀,驱动方式挑选“流线”驱动, 投影矢量挑选“笔直于驱动体”刀轴挑选“相对付部 件”。 5罢了语 3基于叶轮模块的叶轮数控加工编程 3.1加工前的预备 本文通过UG/CAD扶植了叶轮的模子,分解了 的叶轮加工工艺,计划了粗、精加工中刀具挑选的原 则。通过可变轮廓铣和叶轮模块实行了叶轮的数控 编程,与可变轮廓铣比拟,叶轮模块编程操作简易方 便,天生零件的皮相质地更好。行使uG8.0举行整个 叶轮的刀具轨迹仿实正在验,办理了如刀具与叶片易 爆发干预等诸众难点,获胜取得准确的刀具轨迹仿 真结果并输出可用于实正在五轴数控加工的NC顺序。 参考文献: [1】曾 强.叶轮类零件的五轴联动数控加工与仿真【D].成都: 移用正在uG—CAD里筑好的模子导人加工模块。 正在cAM中设定初始加工处境,行使“miu—mul— tl_blade”一叶轮模块,如图2所示。毛还、安静平面、 部件几何体的界说与可变轮廓铣操作沟通。接下下 设定众叶片几何体。如图3所示,判袂指定轮毂、叶 片、叶片圆角、包覆面,包覆面设定为毛坯皮相。 ■■—■■■—■■●—窿 ■#■ 6 N-。%———两l 察蘸錾 168 西南交通大学,2010. 。。麟丽匿需囤圈隧阍瓮匿鼍,~~ 【2]朱克忆.P0wERMILL众轴数控加工编程适用教程【M】.北 京:死板工业出书社,2010. [3】邢济收,王宏志.杨庆东.整个叶轮五轴数控加工的酌量【J】. 图3设定众叶片几何体 死板计划与创设'2013‘8’:155—157。(下转第229页) 万方数据 《配备创设技艺》2015年第1期 (3)协同仿真技艺 协同仿真技艺是基于筑模技艺、散布式仿真技 术和消息治理技艺的归纳行使技艺,是正在各范畴筑 模/仿真东西和cAx/DFx技艺根基上的进一步发 展,协同仿真既包蕴正在时代轴上对船舶计划进程的 单点仿真分解,也夸大正在统偶然间上对分歧职员/工 具对同一对象正在体例层面上的纠合仿线)数据库技艺 正在举行船舶虚拟计划的进程中,要涉及到母型 及很众元筑,比方正在动力装备中,紧要囊括主机、齿 轮箱、联轴器、聚散器、饱动器、轴段等。而各元件的 系列及型号繁众,且各有特性,这为计划选型增长了 难度。于是,奈何很好地操纵各类手册中的原料、网 络资源,获取最新计划原料至合紧要。操纵数据库引 擎,扶植产物数据库体例,对邦内皮毛合轴系计划的 最新原料举行清理归档,编制消息治理体例,可使资 料荟萃,便于盘问、计划与选型。 (5)虚拟实际技艺 参考文献: …张占松.电道与体例仿实正在践【M】.北京:科学出书社.2000. [2】曾筑超,俞志和.虚拟实际的技艺及其行使[M】.北京:清华 大学出书社,1996(1). 【3】何利,王厚军.基于虚拟技艺的实行教学【J】.适用测试技 术,200l(4):17一18. [4】陈兴瑞.虚拟实际技艺正在实行教学中的行使斟酌【J】.曲埠师 范大学学报,200l,27(7):114一117. 【5]张春仙.虚拟实际技艺正在新颖教学中的行使田.揣测机科学 与履行,2005,3(8):115一116. 虚拟实际技艺是一种由揣测机一概或个别天生 的众维感想处境,给插足者发作浸溺感。通过这个虚 拟处境,可能举行观测、感知和决定。正在舰船动力装 置虚拟计划体例中,可能通过虚拟实际技艺扶植机 舱计划的虚拟处境,实行虚拟机舱安排,机舱及时漫 逛等效用,使计划职员能浸溺到虚拟处境中,对计划 举行评估和决定。 VirtuaI TechnOIOgy in Ship System Research YIN Hu.CHEN Yu On the App¨catiOn Of (Wuhan Institute of Naval Forces in Seven one Nine Military Representative Omce of Wuhan,Hubei 4300205,China) Abstract:In this paper,through the elaboration thmu曲virtual design in the application status at home and dbmad, puts fblward the key technology of the need to cany out in the ship in the design of the system. Key words:ship system;simulation design 、受一女受受一奠一奠一奠一奠一受一受一奠,、女一垒一寞一受一安,受一女一套一女一奠一女一受一女一受—受一受—受—寞—受—奠—受—受一受一女,^受—受—受一.女一受一受, (上接第168页) NC PrOcessing and SimuIatiOn Of I ntergraI I mpe¨er based 0n UG LI Zhong,ZHANG Jia—lin,JI Guang—fa,CHEN Long,ZHANG Cheng—hao,ZHANG Ning (Rongcheng C砌pus of Harbin U niversity of Science and Technolog)r,Weihai Shandong 264300) Abstract:According and processing to geometric characteristic of inte铲al impeIler,numetrical pmcessing technology is detennined is discussed in this paper.Tool trace are p啪meters respectiVely generated in the Variable contour miU and impeUer module,after it is veri6ed con.ectly,practical and fbasible 6Ve axis numedcal control pmgram is obtained. Key wOrds:impeller;five axis;impeller module 229 万方数据 基于UG的叶轮数控加工及仿真 作家: 作家单元: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 李忠, 张家麟, 姬广发, 陈龙, 张程皓, 张宁, LI Zhong, ZHANG Jia-lin, JI Guang-fa, CHEN Long, ZHANG Cheng-hao, ZHANG Ning 哈尔滨理工大学荣成学院,山东威海,264300 配备创设技艺 Equipment Manufacturing Technology 2015(1) 援用本文形式:李忠.张家麟.姬广发.陈龙.张程皓.张宁.LI Zhong.ZHANG Jia-lin.JI Guang-fa.CHEN Long.ZHANG Cheng-hao. ZHANG Ning 基于UG的叶轮数控加工及仿真[期刊论文]-配备创设技艺 2015(1)




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