基于UG&VERICUT整體式葉輪五軸數(shù)控加工與仿真

2014-11-08 陳文濤 南昌大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

  論文研究了整體葉輪的五軸數(shù)控加工工藝,在UG 中創(chuàng)建葉輪的三維模型,并使用CAM 模塊分別對(duì)葉輪流道面和葉片生成刀具軌跡,經(jīng)后置處理器生成NC 文件;赩ERICUT 構(gòu)建了DOOSANVMD600 五軸加工中心仿真環(huán)境,通過模擬整個(gè)機(jī)床加工過程,驗(yàn)證了數(shù)控加工程序和后處理器的正確性,從而縮短生產(chǎn)周期,降低成本。

  整體葉輪是航空發(fā)動(dòng)機(jī)和各類透平機(jī)械的關(guān)鍵部件,廣泛應(yīng)用于航空、汽車、能源等領(lǐng)域,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是葉片薄,扭曲大,葉片間隔小。整體葉輪屬于復(fù)雜的曲面體零件,可以采用鑄造加工、電火花加工、電解加工及數(shù)控銑削加工等加工方法。數(shù)控加工柔性好,可加工復(fù)雜形狀葉輪,表面質(zhì)量好,效率高,適用廣泛,因此用數(shù)控機(jī)床加工葉輪是目前被廣泛采用的一種制造方法。國內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究。

  目前采用通用的CAD/CAM 軟件來編制葉輪的數(shù)控加工程序,應(yīng)用較多的有UG、MASTERCAM、CIMATRON 等。由于零件形狀復(fù)雜,在CAD/CAM 中生成的刀具軌跡考慮了干涉問題,但沒有考慮到機(jī)床的具體結(jié)構(gòu),不能確保數(shù)控程序的正確性和加工過程的安全性。

  VERICUT 是專為制造業(yè)設(shè)計(jì)的CNC 數(shù)控機(jī)床加工仿真和優(yōu)化軟件,利用仿真加工,可以驗(yàn)證數(shù)控程序的正確性,減少零件首件調(diào)試的風(fēng)險(xiǎn),增加程序的可信度; 模擬數(shù)控機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動(dòng),減少實(shí)際的切削驗(yàn)證,檢測潛在的碰撞錯(cuò)誤,降低機(jī)床碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。

  本文采用VERICUT 軟件主要解決的問題有:

 、偻ㄟ^模擬整個(gè)加工過程,進(jìn)行干涉檢查,檢測加工過程中的碰撞干涉現(xiàn)象和加工后的零件是否出現(xiàn)局部過切或欠切;

 、隍(yàn)證了數(shù)控加工程序和后處理器的正確性。

  本文作者在UG 中創(chuàng)建葉輪的三維模型,利用CAM 模塊分別對(duì)葉輪流道面和葉片生成相應(yīng)的刀具軌跡,經(jīng)后置處理器生成NC 文件,然后基于VERICUT構(gòu)建了DOOSAN VMD600 五軸加工中心仿真環(huán)境,通過模擬數(shù)控機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動(dòng),減少實(shí)際的切削驗(yàn)證,解決了刀具、工件與機(jī)床部件和夾具的碰撞問題,驗(yàn)證了數(shù)控加工程序和后處理器的正確性,從而縮短生產(chǎn)周期,降低成本。