整體葉輪作為動力機械的關鍵部件蚪缚，廣泛應用于航空航天等領域碗啄。葉輪葉片的型面非常復雜扒吁，對發(fā)動機性能影響大淑履，設計研制周期長恤络，制造工作量大，其加工技術一直被視為制造業(yè)中的重要課題蹂曾。傳統(tǒng)加工工藝采取分體加工方案雁韵，即葉片與輪轂分別采用不同的毛坯，分別加工成形后將葉片焊接在輪轂上蕴嘹。該方案不僅費時費力颊嫁，而且難以保證葉輪的各項性能指標。 

　　隨著高速銑削技術闹只、多軸尤其是五軸數(shù)控機床及CAM技術的不斷發(fā)展祈兼，應用五軸聯(lián)動數(shù)控機床進行葉輪加工，既可以保證刀具的球頭部分對工件進行準確的切削羡逃，又可以利用其轉動軸工作以避免刀具的刀體或刀桿部分與工件其他部分發(fā)生干涉或過切痒跌，充分滿足了葉輪零件生產(chǎn)的要求。 

　　對于CAD/CAM處理后產(chǎn)生的葉輪加工程序硬白，在葉輪正式加工之前牍猫，都必須經(jīng)過刀具軌跡的干涉檢驗和程序試切骇另。其目的就是為了檢驗和驗證NC程序的正確性，因而產(chǎn)生了虛擬現(xiàn)實技術的仿真技術俭厚，它能夠全面逼真地反映現(xiàn)實加工環(huán)境和加工的過程户魏，如工件的裝夾定位、機床調整挪挤、切削參數(shù)選取叼丑、加工結果和設計結果的比較等；同時扛门，對加工過程中出現(xiàn)的碰撞鸠信、干涉等進行提前預警。因此合理地評價了現(xiàn)場工论寨、夾星立、刀具等的實用性，并能對產(chǎn)品葬凳、工裝等的可加工性和工藝規(guī)程的合理性進行評估绰垂，這也是工藝、編程人員所需要的火焰。    

　　葉輪加工工藝分析    

　　葉輪結構可分為輪轂曲面以及葉片曲面2部分劲装，葉片包含包覆曲面、壓力曲面和吸力曲面塘憨，如圖1所示卢女。葉輪輪轂曲面由葉片中性面根部曲線和葉片中性面頂部曲線繞Z軸轉而成；經(jīng)過旋轉軸Z的設計基準面為子午面士到；中性面是處于葉片壓力面和吸力面中間位置的曲面留绞。

　　葉輪在航空航天等領域的廣泛應用

　　從整體葉輪的結構特點可以看出，加工整體葉輪時刀具軌跡規(guī)劃的約束條件較多辰诱，相鄰葉片空間較小哩啼，加工時極易產(chǎn)生碰撞干涉，自動生成無干涉刀位軌跡較困難拱缆。 

　　整體葉輪的加工難度如下所述： 

　《惹薄（1）葉輪加工流道變窄，葉片相對較長影凿，剛度較低，屬于薄壁類零件茎贩，在加工過程中極易變形第勉。 

　　（2）流道最窄處葉片深度超過刀具直徑的9倍以上锅锨，相鄰葉片空間極窄叽赊，在清角加工時刀具直徑較小，刀具容易折斷，切削深度的控制也是加工的關鍵技術必指。

　∧矣健（3）葉輪曲面為自由曲面（包含小葉片、窄流道）塔橡，葉片扭曲比較嚴重梅割，加工時極易產(chǎn)生干涉。

　　根據(jù)工藝分析結果及采用的五坐標精加工設備葛家，本課題所選案例——葉輪的加工路線為：毛坯→車加工外子午曲面→五坐標精加工户辞。對于葉片及圓角，采用五坐標設備一次加工完成癞谒，既保證了刀具軌跡切削的連續(xù)性底燎，又保證了葉片、圓角的精度以及葉片和圓角之間的銜接弹砚，其中五坐標精加工工序細分為：荒加工流道→葉片荒加工→葉片半精加工→流道半精加工→葉片精加工→流道精加工双仍。

　　構建虛擬仿真平臺

　　虛擬仿真加工技術的一項指標就是要求虛擬仿真環(huán)境及系統(tǒng)能夠逼真地反映現(xiàn)實加工。因此虫棚，在構建虛擬機床環(huán)境的過程中辽画，需要認真搜集物理機床的相關技術資料及外觀資料，明確機床各運動軸之間的幾何運動關系嘿惜，確保構建的虛擬機床環(huán)境與物理機床環(huán)境相一致顺诽。 

　　工藝仿真系統(tǒng)的建立，需要對機床環(huán)境坯公、夾具韵披、刀具、控制系統(tǒng)等預先定義或配置酷匹，為了獲得機床幾何運動模型及相關數(shù)據(jù)镇锣，需要分析、測量機床相關部件間的機械運動關系及相應的尺寸（如X硼琢、Y一宁、Z、A瞄邪、C各軸間幾何運動關系）距痪、工作臺尺寸、附件頭的尺寸規(guī)格简软、橫梁距離工作臺的初始高度等蛮拔。

　　刀具庫環(huán)境

　　刀具庫的建立，主要包括刀具痹升、刀柄及刀片等部分的建立建炫，以及對刀具畦韭、刀具驅動點和裝夾點的定義等內容。本課題以整體葉輪的加工刀具環(huán)境為例肛跌，構造了一個針對工件的相對刀具庫艺配。為保證刀具資料的真實，需對UCP800機床的刀柄進行實際測量衍慎，根據(jù)測量數(shù)據(jù)转唉，借助UGCAD功能創(chuàng)建刀柄輪廓。 

　　夾具環(huán)境

　　機床環(huán)境除了機床本身西饵、刀具庫外酝掩，還包括機床夾具，而相應的機床夾具庫包括通用夾具眷柔、專用夾具和組合夾具棋叁。本課題針對葉輪的加工及所使用的五坐標機床設計了專門的夾具。    

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