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1、编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第2页共3页叶片四联动技术与应用加工特点及加工因素叶片的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。由于其为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要求很高；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；叶片的材料要求有很高的质量一强度比，加工中难切削，切削抗力大，引起的变形也大；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，进排边缘处乂较薄，加工中的形变很复杂；对数控加工提出了很高的要求，在实际加工中，多采用以下的加工流程，如图3所示。以往的叶片加工中
2、多采用三坐标加工，其特征是加工轴线始终不变，通过逐行走刀来完成加工,刀具沿各切削行的运动，近似地包络加工总第174期曲面。由图1分析如下：叶片截面形状显示，叶盆和叶背方向上宽度不同，进排边缘处较薄。叶片的型面为复杂的空间曲面，公差带小，各部分的曲率、扭转变化较大，是典型的薄壁件。叶片的材质为锻件，锻件的型线部分与理轮值有差异，这样低熔点合金浇出的型线垫块不能与每一片叶片相吻合，加工中难切削，切削抗力大，引起的变形大。叶片在进行批量生产时要求精确复制，需要制造专用的工装夹具进行生产。加工应用MasterCAM是美国CNCSoftware公司开发的一套基于微机平台的CAD/CAM软件，集设计与制造
3、于一体。软件的CAD功能可以绘制2D、3D图形以及构建自由曲面；CAM功能可以直接在点、线、曲面、实体上产生刀轨，生成加工刀具路径文件（称为nci文件），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，设置具体的切削参数、NC程序格式、辅助工艺指令、接口功能参数等，定制出适应某一数控机床的专用后置处理程序，称为pst文件，能完成25轴数控加工，实现产品设计到加工制造的CAD/CAM一体化，广泛应用于机械加工、模具制造、汽车工业和航天工业等领域。按设计给定数据绘制出叶片各个平面上的截面线，叶盆和叶背上的型线均为自由曲线，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
4、连续。根据给定的扭转角将各个平面上的曲线通过Xform-Rotate命令进行旋转，得到一组空间曲线（如图4所示）。将所得到的截面线创建得到叶片的叶身型面，调整各数据点的对齐方式和曲面公差，得到如图5所示的三阶NUBS曲面。叶片的型面为自山曲面，毛坯为模锻件，需要进行半精加工和精加工，半精加工选用直径为12mm的球刀加工，半精加工步距取1mm,精加工步距取0.3mm,余量为0.2mm,螺旋式走刀。精加工根据半精加工程序生成偏置面加工程序（如图6所示）。3针对加工对象，计算刀具轨迹，生成NQ文件（刀具路径文件），用户根据数控机床和数控系统的具体情况，对其数据库进行修改和编译，定制出适应某一数控机床
5、的专用后置处理程序。默认的MPFAN.PST是内定成适应FANUC控制器的通用格式，如FANUC-3M、FANUC-6M、FANUC0-M等。由于叶片型面程序量大,可以利用计算机与NC机床RS232接口通讯，通过Mastercam中的Commu-nications（通讯）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，实现在线加工。利用数控机床的四轴联动加工技术，采用Mas-tercam加工软件的CAM模块，可以一次完成叶片型面的加工，大大减轻了后续抛光工序的工作量，提高第1页共3页编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第#页共3页了设备的利用率，更主要的是解决了同类零件批量生产中，加工质量难稳定和生产效率不高问题，取得了良好的经济效益。本文第3页共3贞
