基于UG&VERICUT整体式叶轮五轴数控加工与仿真

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)南昌大学机电工程学院 作者:陈文涛

  论文研究了整体叶轮的五轴数控加工工艺,在UG 中创建叶轮的三维模型,并使用CAM 模块分别对叶轮流道面和叶片生成刀具轨迹,经后置处理器生成NC 文件。基于VERICUT 构建了DOOSANVMD600 五轴加工中心仿真环境,通过模拟整个机床加工过程,验证了数控加工程序和后处理器的正确性,从而缩短生产周期,降低成本。

  整体叶轮是航空发动机和各类透平机械的关键部件,广泛应用于航空、汽车、能源等领域,其结构特点是叶片薄,扭曲大,叶片间隔小。整体叶轮属于复杂的曲面体零件,可以采用铸造加工、电火花加工、电解加工及数控铣削加工等加工方法。数控加工柔性好,可加工复杂形状叶轮,表面质量好,效率高,适用广泛,因此用数控机床加工叶轮是目前被广泛采用的一种制造方法。国内外很多学者对此进行了研究。

  目前采用通用的CAD/CAM 软件来编制叶轮的数控加工程序,应用较多的有UG、MASTERCAM、CIMATRON 等。由于零件形状复杂,在CAD/CAM 中生成的刀具轨迹考虑了干涉问题,但没有考虑到机床的具体结构,不能确保数控程序的正确性和加工过程的安全性。

  VERICUT 是专为制造业设计的CNC 数控机床加工仿真和优化软件,利用仿真加工,可以验证数控程序的正确性,减少零件首件调试的风险,增加程序的可信度; 模拟数控机床的实际运动,减少实际的切削验证,检测潜在的碰撞错误,降低机床碰撞的风险。

  本文采用VERICUT 软件主要解决的问题有:

  ①通过模拟整个加工过程,进行干涉检查,检测加工过程中的碰撞干涉现象和加工后的零件是否出现局部过切或欠切;

  ②验证了数控加工程序和后处理器的正确性。

  本文作者在UG 中创建叶轮的三维模型,利用CAM 模块分别对叶轮流道面和叶片生成相应的刀具轨迹,经后置处理器生成NC 文件,然后基于VERICUT构建了DOOSAN VMD600 五轴加工中心仿真环境,通过模拟数控机床的实际运动,减少实际的切削验证,解决了刀具、工件与机床部件和夹具的碰撞问题,验证了数控加工程序和后处理器的正确性,从而缩短生产周期,降低成本。

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