UGNX8.0多軸加工技術(shù)在葉輪的造型與編程仿真加工中的應(yīng)用

【摘 要】本文將對(duì)空氣流量計(jì)中用到的整體葉輪進(jìn)行建模、編程和加工研究。應(yīng)用UGNX8.0對(duì)整體葉輪進(jìn)行實(shí)體造型并對(duì)數(shù)控加工刀具軌跡進(jìn)行仿真。針對(duì)數(shù)控加工的特點(diǎn)和難點(diǎn)，系統(tǒng)地提出了基于UGNX8.0的數(shù)控加工仿真方案和步驟，成功獲得無(wú)干涉刀具軌跡，并根據(jù)實(shí)體仿真結(jié)果生成適合四軸數(shù)控實(shí)際加工的NC程序。

【關(guān)鍵詞】UGNX8.0；整體葉輪；四軸加工；仿真

整體葉輪由輪轂和葉片組成，整體葉輪的葉片多為扭曲面，主要加工難點(diǎn)：相鄰葉片的空間較小，在徑向上通道隨著半徑的減小而變窄，在加工葉片時(shí)中應(yīng)避免刀具與被加工葉片之間發(fā)生干涉問(wèn)題。

一、整體葉輪數(shù)控加工工藝分析

（1）葉輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工藝流程制定。葉輪的結(jié)構(gòu)幾何結(jié)構(gòu)特征和使用要求（如圖1），基本工藝流程：在數(shù)控車床上車削加工毛坯的回轉(zhuǎn)體形狀；粗加工葉輪流道曲面；粗加工葉片曲面；葉片精加工；對(duì)葉輪流道精加工及底部倒圓進(jìn)行清根。

圖1 葉輪的二維圖樣

（2）機(jī)床準(zhǔn)備。加工圖1所示的葉輪零件，毛坯外形我們選用數(shù)控車床車削成型，而流道和葉片的加工選用華中世紀(jì)星四軸加工中心系統(tǒng)。（3）定位與夾緊方案的確定。將毛坯放入與之配合的心軸上，限制X、Y方向的移動(dòng)自由度，再用一環(huán)形平面與葉輪的底面接觸限制兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)及z方向的移動(dòng)自由度，最后用螺母壓緊工件即可實(shí)現(xiàn)零件的裝夾。（4）刀具的選擇。選擇刀具并確定其參數(shù)（如表1），選擇刀具時(shí)一般先用直徑較大的刀具，然后再用較小的刀具來(lái)加工較大的刀具無(wú)法加工的區(qū)域，并要保證刀具在切削時(shí)不與工件發(fā)生干涉。

表1 刀具參數(shù)

二、基于UGNX8.0的數(shù)控加工仿真校驗(yàn)與后置處理

1．整體葉輪加工路徑規(guī)劃。葉輪的加工和仿真主要是應(yīng)用UGNX8.0來(lái)完成的，在加工界面中輸入合適的加工參數(shù)，便能生成刀具加工軌跡。刀具、幾何體均與粗加工葉輪流道曲面設(shè)置相同及采用側(cè)刃參與切削，精加工刀具規(guī)劃路線與粗加工一致，只需要修改相關(guān)參數(shù)即可，生成葉輪葉片和流道的加工刀具軌跡如圖2所示。

圖2 葉輪加工中的走刀路線

2．后置處理生成加工程序。加工圖1所示的葉輪零件，選用華中世紀(jì)星四軸加工中心系統(tǒng)，在UGNX8.0軟件中設(shè)置好刀路后，用修改后的后處理程序生成的四軸聯(lián)動(dòng)的加工程序如下所示：精加工程序：N0010 G40 G17 G94 G90 G70；N0040 G0 G90 X1.3944 Y-0.0934 B0 S2000 M03；N0060 G1 Z4.4295 F9.8；N0070 X1.3936 Y-0.0948 Z4.418；N0080 X1.3934 Y-0.0951 Z4.4163；N0090 X1.3912 Y-0.0961 Z4.4006；N0100 X1.3905 Y-0.0965 Z4.3965；N0110 X1.3875 Y-0.0976 Z4.3775；N0120 X1.3877 Z4.3766；N0130 X1.3854 Y-0.0982 Z4.3607；N0140 X1.3773 Y-0.0981 Z4.3468；N0150 X1.355 Y-0.0982 Z4.3028；N0160 X1.3398 Y-0.0983 Z4.2597；N0170 X1.0353 Z3.6807；N0180 X1.025 Z3.6707；N0190 X1.02 Y-0.0982 Z3.6659；N0200 X0.9439 Z3.5213；N0210 X0.9287 Y-0.0983 Z3.4783；N0220 X0.6547 Z2.958；N0230 X0.6471 Z2.9498；N0240 X0.6455 Y-0.0981 Z2.948。

三、結(jié)論

對(duì)于各種型面復(fù)雜的的零件，我們均可按照上述方法加工，對(duì)UGNX8.0的后置處理程序進(jìn)行修改，以滿足各種數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)的需要。這樣不僅節(jié)約編程時(shí)間，降低成本，而且還提高了生產(chǎn)率。

參 考 文 獻(xiàn)

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