基于Pro_E的汽輪機(jī)葉片造型及數(shù)控編程研究

胡靖晟

摘 要：在通過構(gòu)建汽輪機(jī)葉片三維實體模型，借助于CAD/CAM軟件Pro_E用曲面混合的參數(shù)化建模方法，能夠?qū)ζ啓C(jī)葉片工作過程中的問題予以把握，從而為數(shù)控編程提供重要依據(jù)，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升。

關(guān)鍵詞：CAD/CAM軟件；Pro_E；數(shù)控編程

1前言

從汽輪機(jī)葉片的特點來看，其是一種典型的曲面零件，是汽輪機(jī)的核心部分，對于汽輪機(jī)性能有著較大的影響。汽輪機(jī)葉片處于高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的工作環(huán)境下，強(qiáng)度高低，對汽輪機(jī)工作效果影響較大。隨著機(jī)械技術(shù)水平的不斷提升，通過仿真實驗，利用Pro_E進(jìn)行汽輪機(jī)葉片三維造型，能夠為汽輪機(jī)葉片改進(jìn)提高重要依據(jù)，對生產(chǎn)過程中存在的問題予以有效解決。

2汽輪機(jī)葉片的三維造型分析

在對汽輪機(jī)葉片進(jìn)行三維造型過程中，通過利用Pro_E的CAD模塊，能夠更好地滿足葉片設(shè)計需要。Pro_E在葉片加工程序方面，提供了較強(qiáng)的輔助性能，可以使用戶借助于Pro_E NC實現(xiàn)幾何模型CAD和輔助制造CAM的有機(jī)結(jié)合，從而滿足汽輪機(jī)葉片設(shè)計實際需要。汽輪機(jī)葉片的三維造型，需要對葉片的情況予以把握，從葉根、葉身、葉冠三個角度出發(fā)，具體情況我們可以從下文中看出：

2.1坐標(biāo)系選擇

葉片基準(zhǔn)及坐標(biāo)系選擇過程中，需要考慮到葉身的截面位置情況，并以此作為基準(zhǔn)平面。以葉片軸線作為基準(zhǔn)軸，將基準(zhǔn)軸與基準(zhǔn)平面的交點作為基準(zhǔn)點，從而對坐標(biāo)系進(jìn)行構(gòu)建。

2.2截面草繪

利用CAD/CAM的Pro_E進(jìn)行截面草繪過程中，需要對截面可能存在的不封閉問題予以考慮，并注重把握截面草繪的實際情況，對各圓弧的連接點不連續(xù)、不封閉問題予以解決。

2.3混合成型

坐標(biāo)系和截面草繪選擇完成后，需要在零件圖進(jìn)行混合成型。這一過程中，對文件中的草繪進(jìn)行選擇，并調(diào)入截面型線圖形，對起始點的位置和方向予以選擇，之后結(jié)合草繪的特征進(jìn)行剖面切換，之后進(jìn)行第二個截面圖形處理。

汽輪機(jī)葉片進(jìn)行三維造型過程中，可以對Pro_E的曲線擬合功能進(jìn)行把握，保證造型效果更加理想，以符合實際需要。

3基于Pro_E的汽輪機(jī)葉片數(shù)控編程分析

Pro_E的汽輪機(jī)葉片數(shù)控編程，需要對葉片加工工藝予以把握，從葉片加工工藝入手，分析Pro_E的基本設(shè)置，從而滿足數(shù)控編程的實際需要。

3.1葉片加工工藝分析

葉片加工工藝主要涉及到了粗加工、半精加工、精加工三種類型。粗加工過程中，需要對葉片上的毛坯料進(jìn)行去除，形成葉片曲面的大體輪廓；半精加工過程中，需要加工出葉片的基本形狀，為精加工做準(zhǔn)備；精加工過程中需要對葉片的具體要求予以認(rèn)知，保證葉片加工滿足實際需求。精加工需要注重質(zhì)量，并使誤差控制在可接受范圍內(nèi)。

3.2數(shù)控編程分析

3.2.1Pro_E設(shè)置

結(jié)合CAD/CAM軟件Pro_E的實際情況，選擇NC組件文件，并創(chuàng)建葉片模型。之后選擇工件模型，并對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，包括加工零點和退刀平面等相關(guān)內(nèi)容。

3.2.2刀具選擇

刀具選擇主要考慮到Pro_E數(shù)控編程過程中，葉片加工所用的刀具，包括了端銑刀、圓柱銑刀、球頭刀三種，這三種刀具分別對應(yīng)了汽輪機(jī)葉片的加工過程，能夠保證汽輪機(jī)葉片加工工作順利完成。

3.2.3加工序列生成

Pro_E應(yīng)用于汽輪機(jī)葉片加工過程中，需要對NC加工序列進(jìn)行生成，并且NC加工序列考慮到了相關(guān)工藝參數(shù)，以滿足實際加工需要。

3.2.4加工仿真分析

CAD/CAM軟件中Pro_E應(yīng)用于葉片仿真分析當(dāng)中，需要在NC加工序列生成后，在序列列表的菜單中，對NC序列具體情況進(jìn)行體現(xiàn)。仿真分析時，借助于計算機(jī)的人機(jī)界面，對加工情況進(jìn)行演示，從而對刀具生成軌跡進(jìn)行把握。之后對刀具切割的效果進(jìn)行分析，并結(jié)合效果對刀具生成軌跡進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而保證汽輪機(jī)葉片加工時，能夠取得較好的效果。當(dāng)?shù)毒呒庸ね瓿珊螅毒哕壽E符合加工需要，再對其進(jìn)行后置處理。這一過程中，對數(shù)控加工的CL數(shù)據(jù)和相關(guān)代碼進(jìn)行處理，得出對應(yīng)的NC代碼。

4結(jié)語

Pro_E軟件環(huán)境下進(jìn)行汽輪機(jī)葉片數(shù)控加工處理，注重從曲面理論角度出發(fā)，構(gòu)建葉片的三維模型，對刀具加工軌跡進(jìn)行仿真分析。這一過程中，借助于CAD/CAM軟件，對編程出錯率進(jìn)行降低，從而提升編程的效率和質(zhì)量，為汽輪機(jī)葉片數(shù)控加工提供重要的參照，提升數(shù)控加工的效率。同時，基于Pro_E軟件環(huán)境下的汽輪機(jī)葉片數(shù)控加工，要注重對數(shù)控加工代碼進(jìn)行把握，并以NC文件的模式導(dǎo)出，使數(shù)據(jù)代碼能夠得到較好的識別和利用。

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