葉輪的五軸加工及刀位軌跡生成

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圖1是一種帶有分流葉片的葉輪。前期利用NX中的可變軸葉片加工模塊"mill-multi-blade"進行加工,生成刀位軌跡,再創建其后處理并生成程序,使用Vericut進行仿真驗證，最后在五軸加工中心上加工成型。

1.1加工毛坯的生成

實際加工葉輪時首先通過車削完成其毛坯制造。NX在數控加工前也需要設置工件毛坯，若使用包容法生成的圓柱體毛坯，顯然不是車削完成的毛坯工件，如圖2所示。應通過創建車削幾何體的方法形成其車削毛坯，方法如下:

UG加工環境下[創建幾何體]，類型選擇"turning",幾何體子類型選擇"MCSPINDLE"。[工件]對話框下,指定葉輪工件為部件,單擊"TURNING WORKPIECE"圖標,則系統自動生成包絡葉輪最大外形輪廓的旋轉片體如圖3所示。使用該輪廓進行旋轉建模形成葉輪加工前的車削毛坯,如圖4所示,將其導出為STL格式模型供Vericut仿真使用。

1.2葉輪加工幾何體的創建

UG加工環境下，[創建幾何體]，選擇"mill-multi-blade"，子類型包括"MCS""WORKPIECE""MUL-TI-BLADE-GEOM"。

1)MCS創建:打開MCS對話框，建立加工中心坐標系MCS在葉輪上表面圓心位置如圖1所示。加工中心坐標系MCS也是數控加工中心實際加工時的工件坐標系位置。

2)WORKPIECE創建:[工件]對話框下,指定部件幾何體為葉輪，指定毛坯幾何體為"1.1"節建立的車削毛坯，完成工件幾何體創建。

3)MULTI-BLADE-GEOM創建:[多葉片幾何體]對話框下，分別指定輪轂、包覆、葉片、葉根圓角、分流葉片等幾何體;其中包覆為大葉片的外側面,葉片包括左右面和前后面，分流葉片為小葉片。指定時只需選擇一個幾何體，指定葉片總數即可，如圖5所示。

1.3刀具的創建

根據葉輪流道空間及葉片彎曲程度選擇錐度球頭銑刀進行加工,球直徑Φ2mm,錐度3.5mm,刃長30mm,刀長50mm。

1.4葉輪加工工序創建

工序類型選擇多軸葉輪銑削"mill-multi-blade"，子類型包括多葉片粗加工、輪轂精加工、葉片精加工、圓角精加工等。

[創建工序]對話框內,指定程序位置,選擇刀具為創建的錐度球銑刀，幾何體需要繼承上述創建的MCS、WORKPIECE、MULTI-BLADE-GEOM,加工方法選擇"MILL-ROUGH"粗加工，確定后進入[多葉片粗加工]設置界面。系統自動設置驅動方法為"葉片粗加工"。進行步距、切削層、切削余量等參數設置后生成粗加工刀具軌跡如圖6所示。用同樣的方法生成可以生成輪轂精加工、葉片精加工、圓角精加工的刀位軌跡。