摘 要 葉輪葉片是汽車發(fā)動機和輪船螺旋槳核心部件。而整體葉輪的加工受其螺旋面和曲面的影響，借助于普通機床和手工編程很難實現(xiàn)，因此需要借助CAM加工技術(shù)，它可以加工許多不規(guī)則的曲面輪廓，這樣就可以在控制葉輪加工時的成本，同時還可以增加效率和提高要求。[1]

關(guān)鍵詞 葉輪;加工;UG;加工程序;刀路軌跡

引言

葉輪加工多采用整體銑削方法，拿到的原始坯料是鑄件，先通過普通數(shù)控加工，進行表面的開粗處理，然后在五軸數(shù)控加工中心上使輪轂與葉片在一個毛坯上，通過粗加工、半精加工、精加工完成，最后將所生成的刀路軌跡通過后處理后生成加工程序，指導實際加工。

1葉輪的粗加工與半精加工走刀路線

1.1 葉輪的粗加工走刀路線

粗加工中為了提高加工效率一般采用型腔銑，采用“跟隨部件”的走刀模式，刀具在去除外部余量的前提下，逐漸向零件輪廓靠近。切削量根據(jù)實際情況合理選定。刀具選用D10R2平頭銑刀，如圖1所示[2]。

1.2 葉輪的半精加工路線

選擇流道面為驅(qū)動面，葉片面和輪轂面為干涉檢查面，在規(guī)劃加工軌跡時軌跡應根據(jù)流道的幾何特征和使用要求合理設定傾斜角度，這里規(guī)定刀具的傾側(cè)方向為遠離點，公共每刀最大距離為0.5mm，切削順序為深度優(yōu)先，切削方向為順銑，銑刀具選用R3球頭銑刀進行削，工件的輸出坐標為X=0mm，Y=0mm，Z=-200mm，切削加工路線如圖2所示[3]。

2葉輪的精加工路線

葉輪精加工分為四部分：孔的加工、邊緣的加工、葉榖的加工、葉片的加工。其中孔的加工和邊緣加工相對簡單也不需要涉及多軸，下面具體介紹葉榖的加工和葉片的加工，具體操作步驟如下：

（1）部分葉榖精加工葉榖走刀路線圖，先用軟件對零件的外表面進行分割，得到我想要的部分葉榖區(qū)域，工序創(chuàng)建選擇多軸銑，驅(qū)動方法設置為流線驅(qū)動，這里需要重新修改流曲線，使這些曲線的方向一致，目的是為了之后加工走刀路線的合理性、清晰性。投影矢量選擇指定矢量，這里把指定矢量定位-zc軸，刀軸為垂直于零部件，刀具選用R2球頭銑刀，走刀路線如圖3所示[4]。

（2）葉片的精加工葉片的走刀路線，對單個葉片進行加工，和上面葉榖的加工一樣，同樣采用多軸銑削，修改切削區(qū)域和參數(shù)，刀具選用R2球頭銑刀，如圖4所示。然后通過后處理把系統(tǒng)生成的刀具走刀路線轉(zhuǎn)化為機床能夠識別的G代碼指令，生成的G代碼指令可以直接用于輸入數(shù)控機床用于加工[5]。

3結(jié)束語

五軸聯(lián)動加工技術(shù)的發(fā)展和運用與CAD/CAM技術(shù)是密切相關(guān)的。本文主要以航空發(fā)動機整體葉輪為例，對加工策略、刀具選擇、刀具走刀路徑的規(guī)劃、數(shù)控加工工藝分等內(nèi)容進行了系統(tǒng)的分析與研究。

參考文獻

[1] 王先逵.機械制造工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001：179.

[2] 劉建華.材料成型工藝基礎[M].西安：西安電子科技工業(yè)大學出版社，2007：19.

[3] 龔勉.UG CAD應用案例集[M].中文版.北京：清華大學出版社，2003：20-24.

[4] 寇文化.UG NX8.0數(shù)控銑多軸加工工藝與編程[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007：217.

[5] 劉偉.UG NX8.0從入門到精通[M].中文版.北京：人民郵電出版社，2011：31.

作者簡介

孫科（1982-），湖北荊州人;職稱：講師，現(xiàn)就職單位：長江大學工程技術(shù)學院 機械工程學院，研究方向：數(shù)控加工技術(shù)的教學。