如何写好数控加工论文？向上帝求助

雕塑曲面混流叶片多轴数控加工编程技术摘要:转轮叶片是水轮机能量转换的关键部件，也是最难加工的零件。目前，多轴数控加工是解决这类大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多轴数控加工编程是实现其高精度、高效率加工的最重要环节。介绍了混流式水轮机叶片大型雕塑曲面五轴数控加工编程中涉及的关键技术，如转轮叶片的三维建模、刀具轨迹计算、切削仿真、机床碰撞仿真和后置变换等。通过对这些技术的链接和研究，开发并实现了大型叶片的多轴联动加工。关键词:数控编程简介水轮机是水力发电的原动机。水轮机转轮叶片的制造和转轮的质量对水电机组的安全、可靠、经济运行有很大的影响。水轮机转轮叶片是非常复杂的雕塑曲面。在大中型机组制造过程中，长期采用的“砂型铸造—砂轮铲磨—三维样板检测”的制造工艺，不能有效保证叶片型线的精度和制造质量。目前，五轴数控加工技术是机械加工领域的尖端高新技术。大型复杂曲面零件的数控加工编程是实现其数字化制造最重要的技术基础，其数控编程技术是一个数字化仿真评估和优化过程。其关键技术包括:复杂零件的三维建模与定位、五轴联动刀具轨迹规划与计算、加工雕塑曲面的刀轴控制技术、切削仿真与干涉检查、后置处理技术。大型复杂曲面多轴数控编程技术使加工雕塑曲面转轮叶片成为可能，这将极大地推动我国水轮机行业的发展和进步，为我国水电装备制造业向先进制造技术发展奠定基础。大型混流式水轮机叶片多轴数控加工编程流程。大型复杂曲面零件的五轴数控编程比普通零件复杂得多。根据混流式水轮机叶片体积大、曲面曲率变化大的特点，通过分析加工要求进行工艺设计，确定加工方案，选择合适的机床、刀具和夹具，确定合理的刀具轨迹和切削参数。建立了叶片的几何模型，计算了加工过程中刀具相对于叶片的运动轨迹。然后进行刀片的切削仿真和机床的运动仿真，反复修改加工参数、刀具参数和刀轴控制方案，直到仿真结果不发生干涉和碰撞。然后按照机床数控系统可接受的程序格式进行后置处理，生成叶片加工程序。具体编程过程如图-所示。图-大型混流式叶片五轴数控加工编程流程！”！混流式水轮机叶片的三维几何造型混流式水轮机叶片这种复杂的雕塑曲面是由前、后、与上冠相连的带状回转面、与下环相连的带状回转面、大。可以写一个*/0程序读取这些三维坐标点，然后用双三次多面片曲面片通过自由曲面特征对曲面进行建模，如图1所示。叶片的毛坯形状可以从设计数据点进行偏置计算，也可以从三维测量得到的点聚集方法确定“234$”曲面造型，将叶片的每个曲面缝合成一个实体。！" #叶片加工工艺规划、加工方案和加工参数的选择决定了数控加工的效率和质量。根据待加工叶片的结构和特点，可以选择大型龙门移动式五轴数控铣镗床。根据三点定位的原理，经过大量的研究分析，决定采用加工背面带滚珠的万向可调支架，用叶片焊接的定位销对叶片进行定位，在叶片上焊接必要的工艺块，并用一些万向张紧装置夹紧。加工正面时，用加工背面时与背面完全一致的胎具将叶片背面放入胎具中，用焊接工艺块调整找正，仍用万能拉压装置夹紧。由于叶片由多个曲面组成，为了解决加工过程中的碰撞问题，我们采用刀具沿流线对叶片的正面和背面进行不同区域的加工，并根据每个曲面的曲率使用不同直径的刀具和不同的刀轴控制公式。一般每个面分为多次粗铣和一次精铣。在床身与工件和夹具不发生碰撞和干涉的情况下，尽量使用大直径曲面铣刀，以提高加工效率。在刀片的正面和背面，我们选择刀具直径！-56曲面铣刀的粗铣！-16曲面铣刀精铣，刀头采用曲面！76曲面铣刀加工，用水！76°螺旋玉米立铣刀的五轴侧铣。根据后续仿真，反复进行刀位编辑，寻求合理的加工方案。在满足加工要求、机床正常运转和一定刀具寿命的前提下，尽可能提高加工效率。！叶片五轴加工中刀具轨迹的生成根据大型混流式叶片各种曲面的特点，合理的刀具轨迹规划和计算是使生成的刀具轨迹无干涉、无碰撞、稳定高效的关键。因为五轴加工的刀具位置和刀轴方向是变化的，五轴加工是由工件坐标系中的刀具位置矢量和刀轴方向矢量组成的，刀具轴可以通过前角和倾斜角来控制，所以我们可以根据曲面在切削点的局部坐标来计算刀具位置矢量和刀轴矢量。从加工效率、表面质量和切削性能的角度出发，选择沿叶片造型的参数线作为铣削方向，分多次粗铣和精铣，然后划分加工区域，定义与机床相关的参数。根据所选叶片的加工位置和装夹图，生成并定位混流叶片的刀具轨迹，将叶片分成多个组合曲面分别进行加工。通过对曲面曲率分布的分析，针对不同的区域使用不同的面铣刀。粗加工给出每次加工的余量，精加工采用相同直径的铣刀。根据粗糙度要求给定残留高度，根据具体情况选择切削类型、切削参数、刀轴方向、刀具进退方式等参数，生成的刀具轨迹如图所示。但是对于像叶片这样曲率变化大且不均匀的雕塑曲面零件，我们要根据情况做大量的刀位编辑，还要通过切削仿真通过干涉和碰撞检查进一步修改和编辑刀具轨迹。!"#叶片五轴联动数控加工仿真数控加工仿真通过加工环境、刀具轨迹和材料去除过程的软件仿真，验证和优化加工方案。计算机仿真验证多轴联动加工的刀具轨迹，辅助加工刀具的干涉检查和机床与刀片的碰撞检查，代替试切或试加工过程，可以大大降低制造成本，缩短开发周期，避免加工设备与刀片和夹具的碰撞，保证加工过程的安全性。加工零件”！代码在投入实际处理之前，通常需要进行裁剪。涡轮叶片是非常复杂的雕塑曲面，数控加工仿真技术的开发和利用是其成功采用五轴数控加工的关键。这里先分析一下工艺系统，定义一下机床！”！系统模型、机床结构和尺寸、机床运动原理和机床坐标系。用三维！-软件建立机床运动部件和固定部件的实体几何模型，并转换成仿真软件可用的格式，然后建立刀具库，在仿真软件中创建新的用户文件，设置使用的！"!系统，并建立机床操作模型，即部件树，添加各部件的几何模型，并精确定位，最后设置机床参数。接下来将叶片模型转换到加工位置计算刀具轨迹，然后基于此轨迹进行叶片切削过程、刀具轨迹和机床运动的三维动态仿真。这样可以清晰地监控过切和欠切，刀杆和连接系统与刀片之间，机床运动部件与刀片和夹具之间的干涉和碰撞，从而保证数控编程的质量，减少试切的工作量和劳动强度，提高编程的一次性成功率，缩短产品设计和加工周期，大大提高生产效率。如果在数控加工行业推广，可以产生巨大的经济效益和社会效益。刀片的切割模拟如图所示。机床对叶片的加工模拟如图/所示。图。混流式叶片切削仿真图/混流式叶片机床加工仿真！”叶片刀轨后置处理是数控编程的一项重要内容，它将眼前生成的刀轨数据转换成适合特定机床的数据。后处理的两个基本要素是刀轨数据和后处理器。首先要了解龙门移动式五轴数控铣镗床的结构，机床配备的辅助设备，机床的功能和实现功能的方式，以及机床配备的数控系统，并熟悉系统！编程包括功能代码的组成和含义。然后，基于上述知识，应用通用后处理器定位模板，开发定制专用后处理器。然后，输入我们得到的刀位源文件，转换成“可控机床”！代码。%结论复杂曲面多轴数控编程是一个涉及多领域知识的复杂过程，也是一个数字仿真和优化的过程。本文介绍的大型涡轮叶片多轴联动编程技术已在工程实践中用于大型涡轮叶片的数控编程，实现了大型转轮叶片五轴联动数控加工的刀具轨迹计算和加工仿真，保证了后续数控加工的质量和效率。在实际生产中已作为大型涡轮叶片五轴联动数控加工的编程工具。