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浅谈基于UG 的整体叶轮加工仿真技术研究论文
整体叶轮外形比较复杂，设计和制造加工都是一个难点。文章首先对整体叶轮进行加工工艺分析，再结合五轴数控加工技术，编写出加工工艺，再利用CAM 技术生成刀具轨迹。
1 叶轮加工工艺分析
叶轮形状比较复杂，叶片的扭曲程度比较大，常常在高速状态下运转，加工时容易发生干涉现象。叶轮的性能很大程度上受到加工质量的影响。考虑到整体叶轮的实际工作情况，要求具备良好的动力学性能，所以叶片大都采用了大扭角、根部变圆角等结构，但铣削加工这种结构比较困难。并且叶片曲面制造质量要求高，叶轮叶片又比较薄，制造中会出现大量的工艺问题，因此要制造出与设计要求相符的叶轮，不仅要有良好的制造方法，还要有良好的工艺作保证。
1.1 叶轮的加工难点
为了让叶轮的动力性能满足要求，叶轮叶片往往扭曲程度较大，根部采用导圆角等结构，这些结构设计给叶轮的加工提出了更高的要求，叶轮加工难点如下：
(1)叶轮槽道较窄，但叶片相对较长，相对刚度较低，加工过程中容易发生变形现象，导致加工难度增大。
(2)叶轮曲面为自由曲面、流道较窄、叶片扭曲程度比较大，加工难度较高，加工表面的整体一致性也难以保证。
因此，为了加工出满足实际需求的叶轮，必须综合考虑具体的使用环境，叶轮叶片较长且薄、扭曲程度大等特点，制定出一套完整并且合理的加工方案。
1.2 叶轮加工工艺规划
流道和叶片的加工工艺是叶轮加工工艺的主要内容。叶片及流道的加工方法多种多样，但其工艺路线一般都是工序比较紧凑集中的，这样不仅可以提高加工精度，还能缩短工艺路线和加工时间。
1.3 叶轮加工的阶段划分
在本次加工的叶轮中，主要是加工流道、叶片两部分。此外，叶片与叶片间的大量材料需要去除，并且各表面的加工要求不尽相同，因此在制定工序时，要遵循先粗后精、先主后次和分面加工的工艺原则。根据上述加工工艺原则，将叶轮的加工过程分为两个阶段：粗加工和精加工。
1.4 叶轮加工刀具的选择
此次采用硬质合金刀具进行加工。
1.5 叶轮加工中切削参数和冷却方法的选择
本次加工选择00Cr18Ni14Mo2Cu2 不锈钢作为材料，采用顺铣法加工，冷却法采用喷雾法。硬质合金铣削不锈钢时，一般取Vc=70m/min～150m/min，Vf=37.5mm/min～150mm/min。
1.6 叶轮的加工路线
经过上述分析，拟采用的叶轮加工路线如下：(1)叶轮流道加工;(2)叶轮叶片粗加工;(3)叶轮叶片精加工。
2 叶轮的CAM 编程
2.1 叶轮加工方案的制定
(1)根据前文所述的工艺设计方案，现制定叶轮的加工程序。
(2)加工使用的刀具。
(3)叶轮加工工艺方案。
2.2 创建零件加工方法
(1)叶轮的流道加工：叶轮的流道加工选取的加工方法是可变流线铣，在驱动方法下拉菜单中选择“流线”方式。把刀具轴矢量选择为“朝向点”。
(2)叶片加工：采用变轴加工，驱动方法采用“曲面”方式，而刀具轴矢量选择“朝向点”。
2.3 UG 环境下CAM 实现
2.3.1 加工刀具轨迹和刀轨可视化仿真
反复修改主菜单中的各个参数，使生成的刀轨均匀、整齐。叶轮流道加工刀轨可视化仿真。
2.3.2 生成刀具轨迹文件
叶轮的每一加工步骤完成后都会生成刀具轨迹文件，在后置处理中，就是应用这些文件来生成机床能够识别的NC 代码。叶轮流道加工生成的部分刀轨文件。
TOOL PATH/VARIABLE_STREAMLINE，TOOL，D6
TLDATA/MILL， 6.0000， 3.0000，75.0000， 0.0000， 0.0000
MSYS
0.0000， 0.0000，1
00.0000， 1.0000000， 0.0000000， 0.0000000， 0.00000
00， 1.0000000，
……
PAINT/SPEED，10
PAINT/TOOL，NOMORE
END-OF-PATH
3 结束语
文章研究了叶轮的加工工艺，拟定出了叶轮加工的工艺规划，包括加工刀具的选择、工艺阶段的划分以及切削参数和冷却方法的选择等。并且在基于UG/CAM 平台上，进行了编程，得到了刀位轨迹文件。
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