五轴加工编程技术分析与实践研究

叶轮在行业高端领域应用广泛,通常是设备的高转速部位零件之一。为了培养技能型人才(技术工人)更好地掌握叶轮零件的编程与加工技术,让技术人员正确处理编程过程中出现的问题,从而获得较好的精度和较高的加工效率。本文以叶轮零件的编程与加工为例进行五轴加工编程技术分析,旨在解决编程过程中的技术关键点。     

UG二次开发的整体叶轮刀位轨迹生成

整体叶轮型面的复杂性,导致造型和数控编程都有一定的难度.基于UG和VC+ +开发平台,采用等残留高度法,结合全局干涉和局部干涉刀位的修正原理,编制了无干涉刀位轨迹算法.开发出干涉较严重的微型叶轮类零件的五坐标加工程序.通过实验证明,无干涉刀位轨迹算法是可行的,提高了UG生成整体叶轮刀路的效率,减少了操作,从而提高编程效率,同时可以有效地减少冗余刀具轨迹,提高加工效率和表面质量.     

虚拟技术在叶轮加工中的应用

叶轮是典型的多轴加工零件,加工中经常出现空刀、过切、欠切、表面质量不高等问题。文中通过应用UG软件的叶轮加工模块完成整体叶轮加工的自动编程,并基于VERICUT软件实现了米克朗UCP710型五轴加工中心铣削整体叶轮的仿真与优化,提高了加工质量和效率。     

基于UG 10.0叶轮五轴数控编程与加工问题分析

针对叶轮零件的结构特点,对其数控加工工艺流程进行了规划,基于UG10.0多叶片加工工序模块对叶轮零件的五轴数控加工进行编程。并基于此在五轴数控机床对叶轮进行加工,对出现的问题进行分析,改进、完善UG软件加工编程相关参数设置,证明使用UG软件对叶轮进行五轴数控编程可以获得可靠的加工程序。     

基于Cimatron叶片多轴数控加工

为提高叶片数控加工效率和质量,提出了一种简便的、快捷的、优化的设计方法。以叶片高效率、高质量多轴数控加工为目标,结合企业生产实际,采用Cimatron叶轮加工专用模块进行设计,采用优化的数控加工工艺对零件进行多轴数控加工编程,为叶轮的数控加工提供了设计思路和方法,对其他类零件的数控加工方案具有重要的指导意义。     

五轴数控编程刀轴矢量控制技术研究

运用五轴数控编程的刀轴矢量控制技术,在整体式叶轮的加工过程中可以避免刀具与零件发生干涉,高质量地完成复杂曲面的加工,有效提高了加工效率。     

叶轮模型的编程与加工

叶轮模型的加工制造一直以来就是数控加工的难点,通过分析零件加工工艺,使用CAXA制造工程师进行零件的建模,并且利用CAXA软件的五轴编程功能进行叶轮的粗加工、精加工程序的编制,进而进行模拟仿真加工,最后应用沈阳AC轴五轴机床进行叶轮加工,验证编程效果。旨在解决基于CAXA软件对复杂零件进行工艺分析、五轴加工的加工参数选择及设置等问题。     

基于UG和i5M8.4智能五轴加工中心的叶轮加工

介绍了基于UG软件平台和i5M8.4智能五轴加工中心对叶轮进行自动编程与加工的实现思路,体现了使用UG软件和智能五轴加工中心对叶轮进行自动编程和加工的优势,为叶轮类零件的五轴加工提供了有益的参考和实现方法。     

三元叶轮用石墨电极自动编程系统研究

采用石墨电极加工的高精度电火花叶轮的比重在逐渐增加,其中石墨电极的加工精度和加工效率制约着电火花叶轮的精度。为此,本文针对一典型三元电火花叶轮设计了石墨电极,借助于powermill软件完成了石墨电极的加工,开发了三元叶轮用石墨电极自动编程系统。结果表明,应用三元叶轮用石墨电极自动编程系统能够极大的缩短电极编程时间,提高电火花加工效率并保证电极及叶轮的加工精度。     

整体叶轮CAD/CAM技术应用研究与实现

讨论了整体叶轮这一典型复杂零件的CAD/CAM技术问题.通过对整体叶轮加工工艺的分析,利用UG软件实现了叶轮的建模与五轴编程,解决了叶轮CAD/CAM过程中的诸多关键技术问题,在MIKRON UCP710高速加工中心上成功地加工出了合格的整体叶轮.     

非典型叶轮数控5轴技术的研究

由于非典型叶轮结构复杂,无法使用主流CAD/CAM软件提供的叶轮5轴模块,在粗加工阶段采用3轴定向加工时,残余毛坯留量体积大形状不规则,严重影响了5轴加工的效率和质量。为此,一方面对于叶轮开式区域采用双圆柱面投影法获得驱动曲面,从而实现4轴联动粗加工,切削刚性大效率高;对于非开式区域则通过构建驱动曲面获得5轴联动刀轨,刀轨连续且刀轴矢量无突变。另一方面,提出了一种基于NC程序的刀轴矢量评价方法,可快速直观地评价5轴编程质量。实际使用结果表明:基于驱动曲面的刀轴矢量优化法能够显著提高复杂工件5轴加工的效率和质量。     

整体式叶轮的三维造型及数控加工

整体式叶轮的加工应在多轴数控加工中心上进行,并借助CAD/CAM软件和数控加工仿真软件,进行三维造型、自动编程和数控仿真加工.应用CAXA制造工程师和VERICUT软件,对整体式叶轮进行三维造型、自动编程和仿真校验,可在实际数控加工该零件之前,及时检查出多轴数控加工程序中出现的刀具干涉与碰撞等问题;对多轴数控加工程序的不足进行调整和修改,可提高多轴数控加工中NC程序的准确性和可靠性;协助工艺员编制出准确和合理的数控加工工艺,可保证整体式叶轮数控加工的高效率、高质量和高精度.     

<Emphasis Type="Bold">An Integrated Machining Approach for a Centrifugal Impeller</Emphasis>

When a 3-axis CNC machining centre is used for producing an impeller, great difficulties, i.e. collisions between the cutting tool and the impeller, can occur. The blade of an impeller is usually designed with a ruled surface. As the surface is normally twisted in design to achieve the required performance, it can cause overcut and collision problems during machining. The hub of the impeller is usually designed with an irregular surface, and is machined within a narrow and deep groove. The issues – how to satisfy the quality requirements of the part, reduce the machining time, and avoid the occurrence of collision – become an integral problem. This work develops an integrated 5-axis machining module for a centrifugal impeller by combining related machining technologies. As a result, cutter location (CL) data based on the geometric model of blade and hub are generated. Finally, the CL data are confirmed through software simulation. The results of verification show that the machining methodology and procedure adopted are successful.     

带冠整体叶轮加工现状及新方法探索

综述了带冠整体叶轮的特点及国内外研制工作的现状，针对现有工艺方法的不足，提出了一种新的加工方法，即电解加工与电火花加工的组合电加工方法，进而对该工艺方法进行了介绍，分析了其技术特点。通过试验，其可行性得到了验证，有望成为带冠整体叶轮叶片型面的一种有效加工方法。     

基于CAXA和VERICUT的叶轮仿真加工研究

CAXA制造工程师2008是我国自主研发的CAD／CAM软件,在造型和多轴加工方面都为国内用户提供了较为实用的操作界面和加工策略,并为叶轮加工提供了专用的加工方案。但其仿真功能还十分有限,只能对路径模拟而不能进行实体仿真,对最后结果还不能精确地检测。配合VERICUT仿真软件会使设计、加工的叶轮作准确的校验,对出现的问题返回CAXA中修改完善。通过二者的配合使用,使加工程序的可靠性大大提高,保证了一次加工产品的成功率。     

基于CAXA制造工程师2013的五轴叶轮加工

叶轮加工在数控加工领域难度较大,需要采用五轴联动数控加工机床才能实现,对应的加工程序需要借助CAD/CAM软件来生成。CAXA制造工程师是比较优秀的国产CAD/CAM软件,其能实现五轴联动加工的自动编程,在叶轮加工方面的参数设置较为简单,但也有其不足之处。     

重卡桥壳快速自动找正装置的设计及应用

本文提出一种利用数控机床的主轴功能实现自动找正的装置;该装置可以安装在刀库中,由程序自动调取;同时设计出应用程序,与工件的加工程序编制到一个模块中使用.该装置有效解决了桥壳加工盘面加工找正工作强度大、效率低的难题,拓展了数控机床的辅助功能.     

整体叶轮五轴数控加工仿真与优化

根据整体叶轮的几何特点确定叶轮五轴数控铣削加工工艺路线,并通过UG/Post Builder后置处理器生成了NC代码;利用VERICUT数控加工仿真功能建立了五轴数控加工仿真平台,实现了加工过程的仿真、优化和NC代码验证,缩短了叶轮加工的生产周期。     

Collision and interference correction for impeller machining with non-orthogonal four-axis machine tool

Aiming at the four-axis machining with inclined rotary working table, an approach for collision and interference correction is proposed in this paper. Based on the principle that the tool axis vector is limited in the corresponding rotation plane of four-axis machine tools, collision and interference can be eliminated by using the rotation of the ellipse which is the intersection of the plane and the cutter surface. And the minimum necessary rotation angle for the cutter to eliminate interference is obtained by solving the quartic polynomial equations with numerical method. Finally, the process techniques involved in impeller machining with non-orthogonal four-axis machine tools are developed thoroughly, and the experiments of free-form centrifugal impeller machining are rendered with details. Experiment results show that the approach is an effective approach to detect collision and avoid interference for four-axis machining and it can be directly implemented into current CAD/CAM software to promote impeller machining in industry.