航空发动机整体叶轮五轴数控加工机床运动学分析

针对航空发动机整体叶轮零件的五轴数控加工问题,对工程实用五轴数控加工机床的空间构型进行了系统划分,将可以用于整体叶轮加工的五坐标数控加工机床划分为双摆头结构类型,双转台结构类型和摆头转(摆)台及单摆头单摆台结构类型,并对各种构型的五轴数控加工机床的坐标变换后处理过程进行了详细的推导。最后,提出了根据待加工整体叶轮的结构特点,对最适用五轴加工机床的选择的思路,并就整体叶轮构型与五轴加工机床选择进行了定性分析。     

五面加工还是五轴联动?

棱柱型工件的五个侧面,既可以在具有万能主轴头的四轴铣床上一次装夹加工,也可以采用五轴联动机床加工。在棱柱型工件的五个可触及的平面需要在一次装夹进行加工的情况下,最显然的方法是用五轴联动的机床加上。当然三个直线轴和两个回转轴同时联动的机床主要涉及到更为复杂的加工任务,而且他们已在一般制造业中广泛应用了。     

五轴联动叶片加工中心的研制与开发

本文介绍了5C－MVC1250五轴联动叶片加工中心的研制与开发,该机床可以加工飞机发动机、燃气轮机及汽轮机型面复杂的各种叶片零件,广泛应用于军工、飞机制造、汽轮机制造等行业。文章介绍了机床的主要机械结构的构成、 特点及分析,机床数控系统的功能特点及五轴加工软件的开发和应用。     

冗余轴解决五轴加工奇异问题的研究

为解决五轴加工在奇异点附近加工误差较大且易对工件和机床造成冲击的问题,对带有冗余ABC三转轴机床解决CA双摆头型五轴奇异问题进行了研究。建立了机床模型,依此得出了此冗余轴机床的运动关系,并根据加工刀位点特点对刀路进行初步研究。仿真结果表明,与其他解决奇异问题方法相比,该冗余轴机床可以有效克服五轴机床奇异问题,基本消除奇异区域的较大加工误差,并且各轴旋转角度得到了优化,从而使加工效率大大提高。     

整体叶轮五轴数控加工的研究

针对整体叶轮的五轴数控加工工艺,首先在CAD软件Pro/E中建立整体叶轮的三维模型;然后使用CAM软件POWERMILL对整体叶轮各个组成部分进行刀具轨迹的生成,并经过后置处理生成可用于实际机床加工的NC文件;最后基于机床仿真软件VERICUT,构建实际机床型号为DMU50V的五轴数控加工中心仿真环境,并模拟实际机床的加工过程,验证了从数控程序的生成到后置处理的正确性,减少了试切零件的误差率,检测到实际加工过程中潜在的各种风险,如机床碰撞、刀具过切或碰撞等,从而达到了优化数控加工程序、提高生产效率的目的。     

从CCMT看五轴联动加工中心的发展

以“新变化·新未来”为主题的第八届中国数控机床展览会（CCMT2014）上共有五轴联动展品约80台,台数之多为历史之最。下面就部分展品进行介绍。一、北京机电院机床有限公司展出的XKR40五轴联动叶轮加工中心 XKR40五轴联动叶轮加工中心是具有双摆转台的五轴联动立式加工中心,主要用于各种燃气机、压气机叶轮和小型模具、特型箱体等形状复杂的零件高效五轴加工,是航空、汽车、模具等行业必不可少的设备。,这种系列的机床是目前用途最广,技术最先进的五轴联动机床。     

喷推叶轮五轴数控加工方法的研究与实现

针对喷推叶轮的结构特点，提出了切实可行的数控加工方案，综合运用先进制造技术，主要包括：毛坯余量的三坐标测量，加工定位基准的选择和夹具的设计，叶轮各个型面加工顺序和数控加工方法的确定及加工刀具的选择，计算机仿真加工和碰撞检查，零件在机床上找正定位等，最终在此基础上，采用五轴联动数控加工方法，加工出合格的喷推叶轮。     

基于加工特征分类的整体叶轮加工工艺研究

根据叶轮加工专业软件中NC程序模块分类思路以及通用叶轮数控工艺的需求分析,提出了基于加工特征分类的整体叶轮五轴数控铣削程序模块划分方法.在对某型叶轮进行五轴加工工艺编排过程中对此方法进行了工程试用,最后通过VIRICUT加工仿真平台验证了叶轮工艺及特征分类方法的可行性和正确性.     

西门子840D五轴联动刀具补偿及应用

五轴联动对叶轮、蜗轮、桁架的加工可以做到一次成形，加工效率高。它改变了以往三轴机床的由点成面、由线成面的加工方法，而且被加工零件的表面质量好、精度高。对复杂曲面只要指定刀具轴与零件曲面表面的位置关系，就可使复杂曲面的加工过渡光滑、不干涉、不过切，满足曲面的要求。     

基于UGNX6．0的整体叶轮加工工艺及数控编程

叶轮是典型的通道类曲面零件,不同加工方法所获得的加工精度和表面质量对叶轮的使用性能有很大影响。文中对整体叶轮加工工艺进行了分析,确定了数控五轴机床加工叶轮的工艺流程,并使用UG．60软件特有的可变轮廓铣削功能对加工刀路进行了编程,并进行了刀路轨迹仿真。     

基于SurfMill与一种双转台五轴数控机床的整体叶轮的编程与加工

整体叶轮叶片多为非可展扭曲直纹面,加工精度要求高、加工难度大,五轴联动数控机床是加工整体叶轮的一种理想方法。基于SurfMill 9.0软件平台对整体叶轮进行数控加工工艺设计与自动编程,并应用JDGR 400双转台五轴联动数控机床对其进行数控加工,充分体现出五轴联动加工技术对叶轮类零件加工的技术优势,为今后加工相关复杂曲面类零件提供参考。     

基于HyperMILL的整体叶轮五轴数控加工

在HyperMILL软件的基础上,对整体叶轮的五轴加工策略进行分析和实现.首先拟定加工路径和工艺方案,确定加工参数,然后计算出叶轮的加工刀轨路径,生成机床加工代码,最后加工出合格的零件.该方法有效地减少了加工循环次数、减少加工步骤、提高加工精度和加工效率.     

开式整体叶轮五轴高速加工探索与实践

提出了在动梁龙门机床上以五轴高速方式加工开式整体叶轮的方案及流程。通过前置处理切削刀轨设计和配置后处理器处理刀位数据文件,获得加工程序。利用vericut构建虚拟机床加工仿真,验证并优化程序。最后在机床上实际加工出符合要求的叶轮,验证了该方案的可行性。在CAM技术综合应用中,解决一些特殊结构设备软件参数设置问题,为应用五轴高速方式加工复杂曲面积累了一定经验。     

基于五轴机床的叶轮实体建模与加工

由于整体叶轮的叶片是扭曲的,在建模和加工方面都有极大的困难。相比三轴加工机床,五轴机床具有较高的生产率和较好的加工质量等优点。根据实际工程数据,选用Pro/Engineer软件对实体叶轮进行造型,并对整体叶轮数控加工的走刀路径进行了分析和研究,针对干涉问题,选取刀轴自动避让功能,并定义刀轴限界功能。成功将NC程序从Powermill软件中导入到DEMAGE五轴机床。并以某离心式压缩机整体叶轮产品为例进行了加工验证,加工出了实体产品。实验结果表明选用的加工方法和工艺是非常成功的。     

叶轮五轴联动数控加工关键技术研究及在DMU100T机床中的实现

研究了整体式叶轮在五轴联动机床中加工的流程及关键技术,并结合DMU 100T机床的特点与性能实现了整体式叶轮的数控加工.     

非正交双转台五轴机床后置处理通用方法

针对非正交结构的双转台型五轴机床,提出一种从工件坐标系变换到机床坐标系的逆运动学求解方法。该方法适用于正交及非正交情况下,双转台型、摆头+转台型和双摆头型五轴机床的后置处理问题。分析非正交双转台型五轴机床的结构特点,建立此类机床的通用结构形式。基于点绕空间任意轴的旋转变换公式,建立非正交五轴机床各运动坐标同刀位数据之间的映射关系,实现机床平动坐标和转动坐标的计算。针对机床C轴转动坐标的求解,分析出现奇异位置的情况,给出奇异值问题的处理方法。对整体叶轮流道及叶片加工刀位轨迹进行后置处理,并通过Vericut软件进行仿真试验,验证后置处理方法的可行性和高效性。     

闭式泵叶轮五轴数控加工技术

闭式泵叶轮一般采取焊接工艺。研究采用五轴数控加工技术,整体加工泵叶轮流道的方法。通过开展高效加工策略研究、刀轴插补与刀轴优化技术研究、五轴仿真技术研究,高质量地完成闭式泵叶轮研制。特别是采取刀轴优化技术,克服了加工盲区;采用高效加工策略,提高了叶轮加工效率。三坐标检测表明,叶片型面精度控制在±0.05 mm以内。制造质量和生产效率达到国内先进水平。     

五轴联动数控技术的加工案例

介绍了利用转台+摆头式五轴联动数控机床加工一个汽车模型,加工的曲面复杂,精度高,程序量大.案例结合四开多轴数控系统在五轴联动机床方面的加工应用,突出体现五轴联动数控机床在实际加工中的优势(一次装卡,5个面全部加工完成).     

维纳斯雕像在五轴数控加工中的实现

介绍了利用转台+摆头式五轴联动数控机床加工维纳斯雕像的模型,加工的曲面复杂,精度高,程序量大。案例结合四开多轴数控系统在五轴联动机床方面的加工应用,突出体现五轴联动数控机床在实践加工中的优势(一次装卡,五个面全部加工完成)。     

CCMT2012五轴联动加工中心展品评述

五轴联动数控机床是一种技术含量高、精度高,专门用于加工复杂曲面的机床,是解决叶片、叶轮、船用螺旋桨、重型发电机转子、大型飞机结构件、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的重要手段。现在五轴数控机床不仅用于曲面加工,也充分展示其一次装卡,五面加工的特点。