叶轮Pro/E造型-MasterCAM五轴联动数控加工仿真设计

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)宜宾职业技术学院 作者:周文超

  整体叶轮是中央制冷离心压缩机的核心部件,结构复杂且对压缩机性能影响大。为了提高叶轮零件的设计与加工的质量和效率,更好地发挥各种软件的特点,采用多种软件联合应用,本文以整体叶轮为例,介绍了Pro/E软件在曲面造型中的应用以及在MasterCAM环境下的CAM实现。有效解决了叶轮叶片曲面造型和加工问题,提高了效率。通过数控加工的仿真,降低了出错率,对复杂曲面造型与加工有一定的借鉴作用。

  引言

  整体叶轮是中央制冷离心压缩机的核心部件,其加工的质量对发动机的性能起着决定性的影响。其典型的应用还有涡轮式发动机、涡轮膨胀机、离心叶片泵、内燃机增压器等领域,但整体叶轮的结构十分复杂,有多片叶片,加工时叶片间的容刀空间小,因此必须采用五轴联动的数控机床进行加工。笔者通过应用Pro/E软件进行CAD建模,然后将图形数据转换到MasterCAM软件中,根据零件特点,拟定数控加工工艺,进行数控编程,通过对生成的刀具路径进行模拟仿真设计,方便地解决了叶轮的造型和数控加工问题。

1、叶轮PRO/E造型设计

  1.1、构建旋转实体

  打开PRO/E软件, 新建文件p r t - 1 , 点选FRONT基准面作为绘图面,绘制草图并标注尺寸如图1(a),完成绘制得到图1(b)实体。

叶轮Pro/E造型-MasterCAM五轴联动数控加工仿真设计

图1 草绘后旋转得到的实体

  1.2、构建扫描实体

  1) 绘制样条曲线与修改尺寸数值点选FRONT基准面作为绘图面,绘制图2所示样条曲线并标注尺寸。

  2) 生成扫描实体(如图3所示)。

叶轮Pro/E造型-MasterCAM五轴联动数控加工仿真设计

图2 绘制曲线 图3 扫描实体

  1.3、构建切割实体

  点选RIGHT基准面作为绘图面,绘制图4(a)所示并标注尺寸。切割得到图4(b)实体。

叶轮Pro/E造型-MasterCAM五轴联动数控加工仿真设计

图4 实体切割和阵列

  1.4、旋转阵列特征

  点选图4(b)的实体相交的四条边,输入圆角半径1,生成单叶片实体。在树状目录中点选如图4(b)中扫描面,切除,圆角三个特征,输入旋转增量24和阵列总数14,得到叶轮实体特征如图4(c)。再构建孔型特征后得到整体叶轮图。

7、结束语

  使用PRO/E可以准确快捷创建复杂曲面零件,然后将图形数据转换到MasterCAM软件中,根据零件特点,拟定数控加工工艺,进行数控编程,通过对生成的刀具路径进行模拟仿真。方便地解决了叶轮的造型和数控加工问题。同时,也为其他类似曲面的造型及加工提供参考,充分发挥了五轴联动加工中心的应用价值。

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