CAD/CAM软件
按行业筛选
请选择行业
----------------------
-全部行业
------------------
-机床与金属加工设备
-刀具/量具/夹具/磨具
-模具设计与制造
-塑料机械/橡胶机械
-通用机械/化工机械
-工程机械/建材机械
-交通运输/海工装备
-农业机械
-食品机械/烟草机械
-包装机械
-印刷机械/广告设备
-纺织机械
-木工/造纸/环保/医疗设备
-物流设备
-智能楼宇/安防设备
-炉窑/热处理设备
-五金工具
------------------
-工业自动化
-佳工激光网
-仪器/仪表/衡器
-电力设备
-电子/通讯/办公文具
-家电/照明/健康设备
------------------
-基础件/通用件
-标准件
-工业原材料
-电子元器件及材料
-包装材料
------------------
-CAD/CAM/PDM/PLM
-ERP/制造业信息化
-管理咨询/认证
-服务/培训/工业设计
按产品筛选
----------------------
-本行业全部文章
--------------------
-CAD/CAM软件
-CAE/模拟仿真
-PDM/PLM/C
-EDA/专用CAD
-三维打印机
-三坐标测量机
-三维扫描仪
-CAD硬件/先进制
查看本类全部文章
UG NX在离心叶轮流道的数控加工研究应用
作者:
根据航空发动机离心叶轮的设计图纸和设计数据,在UG NX软件中构建三维实体模型,应用UG可变轴加工方法编制流道的流线型加工轨迹,经UG后置处理后得到HERMEL机床的零件数控程序,经过加工后检验达到设计要求,零件的加工质量得到了很大的改善。
1、前言
UG NX是先进的CAD /CAM 软件,在计算机辅助设计和制造中发挥着重要的作用。航空发动机作为飞机的心脏,离心叶轮是航空发动机的核心零部件之一,它的加工质量直接影响到发动机的功率大小。叶轮分为离心叶轮、轴流叶轮。轴流叶轮的叶型一般为自由曲面构成,而离心叶轮的叶型一般为直纹面。同时,离心叶轮分单组叶片组成和大小叶片组成两种类型。具有大小叶片的离心叶轮的加工难度更大。大多数的读者经常会遇到同样的问题,每次遇到实际问题的时候,总希望通过查阅杂志资料能找到一些实用的文章,从中有所学,有所启发,但是,不知道什么原因,在各种杂志上发表的论文中,大多数的文章都只是泛泛而谈,点到为止,与UG NX软件的培训教材中所阐叙的没什么太大的区别,读完以后,还是不能学到一些可用的东西,更不能解决实际问题。本文将具体介绍应用UG NX软件辅助工具,构建离心叶轮的模型、叶轮流道流线型刀位轨迹的生成、经后置处理后得到机床的数控加工程序的全过程,希望个人的加工经验能得到更广泛的应用和更好的发展,为我们的数控加工技术的进步做出自己的一点努力,同时也希望更多的同行能发表更多实用的文章。
2、叶轮曲面造型
直纹面离心叶轮由一系列直线组成叶片曲面,直纹面的直线由叶轮轮盖和轮榖上对应点生成。叶片的坐标点为文本格式,如下:
30.298 87.966 -53.14
29.943 89.525 -53.432
29.63 90.868 -53.66
29.311 92.193 -53.88
...
首先,将离心叶轮的设计数据文本导入到UG NX中,生成点,同时根据设计图纸做出轮毂和轮盖的截面线。
图1 叶型数据点
然后将轮盖和轮毂面上的对应点连成直线,将直线构成曲面,操作过程为:Insert-----Free Form Feature-----Through Curves。将轮毂截面线用旋转成型构成轮毂面操作过程为:Insert---- Form Feature----Revolve
图2 叶轮模型
3、数控程序的编制
UG NX的可变轴加工(VARIABLE CONTOUR)的几何元素包括零件面、检查面和驱动面。离心叶轮流道的加工中零件面为轮毂面,检查面为叶片曲面,驱动面为流道辅助面。
在三维可视化软件出现以前,流道的数控加工轨迹为不连续的刀位轨迹,而且加工的精度很低,轮廓度达不到设计的要求。而离心叶轮流道实现流线型加工后,流道的流线加工符合气流流动路线,从而使零件的加工质量得到了更好的保证,性能有较好的改善。为实现流道的流线型加工刀位轨迹,不能以整个轮毂面作驱动面,而需要作辅助曲面来做流道加工的驱动面(见图3)。
图3 驱动面的网格线
3.1 驱动面的生成
将大小叶片曲面分别往流道一侧偏置,偏置距离为铣刀的半径R,Insert---Feature Operation---Offset Face,然后得到偏置曲面与轮毂面的交线,而在流道的上端则要求作出一条流道的中分线,利用这几条曲线和边界线分别可以作出流道的两半部分驱动曲面(见图3中蓝色和黄色的两曲面)。
3.2 刀位轨迹的生成
一切准备工作做完以后,就可以编制刀位轨迹。这里需要确定好零件的加工面、干涉检查面、驱动面(Drive Method)刀具 轴矢量(Tool Axis)和驱动面的投影矢量。这里的关键点在于确定刀具轴的矢量即刀具的摆动矢量。零件的加工面选择整个轮毂面,干涉检查面选择流道周围的叶片曲面,驱动面选择上步作的辅助曲面。刀具轴的矢量选用插补方式(Interpolate),当刀具轴(Tool Axis)选择插补方式以后,在驱动面的周围就出现两排刀轴矢量(见图4)。生成刀位轨迹后如果出现刀具与叶片曲面干涉,就可以点击刀具轴插补矢量,选择刀具干涉区域的刀轴矢量,该矢量变成蓝色,点击编辑(Edit),通过调整刀位矢量来避免干涉,最后生成的刀位轨迹如图5。
图4 可变轴加工界面
图5 刀轴插补矢量
图6 流线型刀具轨迹
3.3 后置处理
应用UG NX软件的后置处理构建工具Post Builder建立Hermel机床的后置处理,经处理后的程序格式如下:
%L01 G71 *
N1 G00 X+0.64 Y+120.471 A-1.291 C+4.323 M126 *
N2 S3000 M03 *
N2 G00 Z+61.383 M08 *
N4 G01 Z+11.385 F2000 *
N5 X+5.447 Y+111.701 Z+11.347 A-1.291 C+4.323 F500 *
N6 X+4.005 Y+110.879 Z+12.343 A-1.813 C+3.366 *
...
N6743 X+9.369 Y+111.713 Z+8.834 A-0.005 C-5.501 *
N6744 X+9.368 Y+111.808 Z+8.825 A+0 C-5.501 *
N6745 G00 Z+200 *
N6746 M09 *
N6747 M05 *
N999999 %L01 G71 *
4、结论
随着UG NX的出现,具有大小叶片的离心叶轮流道的流线型加工轨迹成为可能。虽然在UG NX中还没有自动的叶轮流道加工方法,但是通过构建辅助曲面等方式,可以编制复杂零件的数控程序。同时为善于思考的工程技术人员提供了广阔的想象空间。(end)
文章内容仅供参考
(投稿 )
(如果您是本文作者,请点击此处 )
(3/9/2009)
广州有道有限元技术有限公司联系方式:
网址:
http://www.020fea.com
电话:86-020-83322285
地址:
中国·广东·广州越秀区东风东路808号华宫大厦17楼1710-1716室
对 CAD/CAM软件 有何见解?请到 CAD/CAM软件论坛 畅所欲言吧!