基于UG&VERICUT整體式葉輪五軸數控加工與仿真

2014-11-08 陳文濤 南昌大學機電工程學院

  論文研究了整體葉輪的五軸數控加工工藝,在UG 中創建葉輪的三維模型,并使用CAM 模塊分別對葉輪流道面和葉片生成刀具軌跡,經后置處理器生成NC 文件。基于VERICUT 構建了DOOSANVMD600 五軸加工中心仿真環境,通過模擬整個機床加工過程,驗證了數控加工程序和后處理器的正確性,從而縮短生產周期,降低成本。

  整體葉輪是航空發動機和各類透平機械的關鍵部件,廣泛應用于航空、汽車、能源等領域,其結構特點是葉片薄,扭曲大,葉片間隔小。整體葉輪屬于復雜的曲面體零件,可以采用鑄造加工、電火花加工、電解加工及數控銑削加工等加工方法。數控加工柔性好,可加工復雜形狀葉輪,表面質量好,效率高,適用廣泛,因此用數控機床加工葉輪是目前被廣泛采用的一種制造方法。國內外很多學者對此進行了研究。

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

  VERICUT 是專為制造業設計的CNC 數控機床加工仿真和優化軟件,利用仿真加工,可以驗證數控程序的正確性,減少零件首件調試的風險,增加程序的可信度; 模擬數控機床的實際運動,減少實際的切削驗證,檢測潛在的碰撞錯誤,降低機床碰撞的風險。

  本文采用VERICUT 軟件主要解決的問題有:

  ①通過模擬整個加工過程,進行干涉檢查,檢測加工過程中的碰撞干涉現象和加工后的零件是否出現局部過切或欠切;

  ②驗證了數控加工程序和后處理器的正確性。

  本文作者在UG 中創建葉輪的三維模型,利用CAM 模塊分別對葉輪流道面和葉片生成相應的刀具軌跡,經后置處理器生成NC 文件,然后基于VERICUT構建了DOOSAN VMD600 五軸加工中心仿真環境,通過模擬數控機床的實際運動,減少實際的切削驗證,解決了刀具、工件與機床部件和夾具的碰撞問題,驗證了數控加工程序和后處理器的正確性,從而縮短生產周期,降低成本。