基于CAXA机械制造工程师三轴叶轮加工的探索(6.6改)[范文大全]

第一篇：基于CAXA机械制造工程师三轴叶轮加工的探索(6.6改)

基于CAXA机械制造工程师叶轮三轴加工方法的探索

刘先生皇甫瑞云

（①、②新乡职业技术学院）

摘要：本文从实际出发，使用CAXA机械制造工程师三坐标编程系统对整体式叶轮进行数控编程，采用曲面区域精加工方法对叶片进行精加工，为复杂产品造型和数控加工提供了设计思路和方法，也给其他类型叶轮的设计与加工提供了参考方案。

关键字：CAXA机械制造工程师叶轮三轴加工

1、引言

叶轮在目前很多行业中得到了广泛的应用。由于叶轮属于动力元件，其成型技术往往影响所设计产品的性能。加之所有叶片都比较薄，加工时易变形，导致最终叶片截面形状与原设计有较大误差。为提高实际生产加工的需要，采用CAXA机械制造工程师造型，并用曲面区域加工方法生成走刀路径，则刀具轴线方向可以根据曲面特点自由控制，因此刀具的实际加工角度和切削条件得到改善，同时叶片的变形小，叶片表面的光洁度高，从而提高了叶轮的加工质量和效率。

2、叶片的结构特点

加工叶片如图1所示，从叶片的结构来看，其叶身型面部分为复杂的空间曲面，各部分的曲率、扭转变化较大，是典型的薄壁件。由于它是动力等装置的重要部件，工作条件较为恶劣，对零件本身的精度和质量提出了很高的要求，型面的加工质量直接影响其工作性能，从而可能影响整机的性能。由于其截面形状，在叶盆和叶背方向上抵抗变形的能力也不同，进排边缘处又较薄，加工中的形变很复杂，对数控加工提出了很高的要求。

图1 叶片加工实物

3、叶片的CAD建模

CAXA机械制造工程师是具有卓越工艺性的数控编程CAM软件，高效、易学。为数控加工行业提供了从造型、设计到代码生成、加工仿真及代码校验等一体化流程的解决方案。

3.1构建截面线

按设计给定数据绘制出各个平面上的截面线，建立底面草图分别建立内圈和外圈圆半径为15和124，进排气边缘为一段圆弧，将各曲线光滑过渡，并保证各段曲线的连续。根据给定的扭转角将各个平面上的曲线旋转，得到一组空间曲线，如图2所示。

图2 叶片的空间曲线图3叶片实体

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3.2构建实体

将所得到的截面线通过使用放样增量生成实体操作，调整各数据点的对开万式和曲面公差，可以得到叶片的叶身实体，如图3所示。

4、叶片的CAM加工

4.1三坐标数控机床型面加工的优势

型面加工采用三坐标加工，其特征是加工轴线始终不变，即平行于z坐标轴。三坐标曲面加工是通过逐行走刀来完成加工的。刀具沿各切削行的运动，近似地包洛加工曲面。

图4是沿叶面方向走刀，进行叶片正面加工，采用等高线加工，这种走刀方式可以获得较好的轮廓度，行距受到的影响也小。

图4叶片正面加工图5 排气间隙余量清除

图5是沿叶片轮廓进行走刀，加工排气间隙。图6建立叶片反面模型，反面建模跟正面模型平行等距，此设计能尽量减少叶片厚度，减少风的阻力。

图6建立叶片反面模型图7精加工刀轨路径

4.2叶片的反面加工

叶片的反面为自由曲面，需要进行半精加工和精加工。在半精加工中可以根据要加工的面生成偏置面。利用曲面区域精加工功能加工，刀具选用直径为8的球刀加工，半精加工步距取1mm，精加工步距取0.3mm，采用曲面区域精加工。精加工刀轨路径如图7所示。

4.4后置处理及DNC加工

后置处理系统配置了适应单类型控制系统的通用后处理器，该后置处理器提供了种功能数据库模型，用户根据数控机床和数控系统的具体情况，可以对其数据库进行修改和编译，定制出适应某数控机床的专用后置处理程序。通过通信功能设置传输文件格式、串口，传输速率、奇偶校验、数据位等与CNC控制器的参数一致，从而实现在线加工。

5、结束语

Caxa机械制造工程师以其强大的功能已被我们成功地应用于叶片的三轴联动加工中，较好地解决了该类零件的批量生产中的质量、效率和成本问题，同时提高了设备的利用率，取得了良好的经济效益。

参考文献：

[1]沈自林，沈庆云，傅贵武．基于UG的风扇叶轮加工技术研究[J]．机械工程师，2008，(1)：25～26．

[2]任淘．整体叶轮数控编程与加工[J]．CAD／CAM与制造业信息化，2009，(1)：

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