葉輪Pro/E造型-MasterCAM五軸聯動數控加工仿真設計

2014-11-27 周文超 宜賓職業技術學院

  整體葉輪是中央制冷離心壓縮機的核心部件,結構復雜且對壓縮機性能影響大。為了提高葉輪零件的設計與加工的質量和效率,更好地發揮各種軟件的特點,采用多種軟件聯合應用,本文以整體葉輪為例,介紹了Pro/E軟件在曲面造型中的應用以及在MasterCAM環境下的CAM實現。有效解決了葉輪葉片曲面造型和加工問題,提高了效率。通過數控加工的仿真,降低了出錯率,對復雜曲面造型與加工有一定的借鑒作用。

  引言

  整體葉輪是中央制冷離心壓縮機的核心部件,其加工的質量對發動機的性能起著決定性的影響。其典型的應用還有渦輪式發動機、渦輪膨脹機、離心葉片泵、內燃機增壓器等領域,但整體葉輪的結構十分復雜,有多片葉片,加工時葉片間的容刀空間小,因此必須采用五軸聯動的數控機床進行加工。筆者通過應用Pro/E軟件進行CAD建模,然后將圖形數據轉換到MasterCAM軟件中,根據零件特點,擬定數控加工工藝,進行數控編程,通過對生成的刀具路徑進行模擬仿真設計,方便地解決了葉輪的造型和數控加工問題。

1、葉輪PRO/E造型設計

  1.1、構建旋轉實體

  打開PRO/E軟件, 新建文件p r t - 1 , 點選FRONT基準面作為繪圖面,繪制草圖并標注尺寸如圖1(a),完成繪制得到圖1(b)實體。

葉輪Pro/E造型-MasterCAM五軸聯動數控加工仿真設計

圖1 草繪后旋轉得到的實體

  1.2、構建掃描實體

  1) 繪制樣條曲線與修改尺寸數值點選FRONT基準面作為繪圖面,繪制圖2所示樣條曲線并標注尺寸。

  2) 生成掃描實體(如圖3所示)。

葉輪Pro/E造型-MasterCAM五軸聯動數控加工仿真設計

圖2 繪制曲線 圖3 掃描實體

  1.3、構建切割實體

  點選RIGHT基準面作為繪圖面,繪制圖4(a)所示并標注尺寸。切割得到圖4(b)實體。

葉輪Pro/E造型-MasterCAM五軸聯動數控加工仿真設計

圖4 實體切割和陣列

  1.4、旋轉陣列特征

  點選圖4(b)的實體相交的四條邊,輸入圓角半徑1,生成單葉片實體。在樹狀目錄中點選如圖4(b)中掃描面,切除,圓角三個特征,輸入旋轉增量24和陣列總數14,得到葉輪實體特征如圖4(c)。再構建孔型特征后得到整體葉輪圖。

7、結束語

  使用PRO/E可以準確快捷創建復雜曲面零件,然后將圖形數據轉換到MasterCAM軟件中,根據零件特點,擬定數控加工工藝,進行數控編程,通過對生成的刀具路徑進行模擬仿真。方便地解決了葉輪的造型和數控加工問題。同時,也為其他類似曲面的造型及加工提供參考,充分發揮了五軸聯動加工中心的應用價值。