基于UG的复杂曲面叶轮三维造型及五轴数控加工技术研究

以典型的CAD/CAM软件UG及深窄槽道、大扭角、变根圆角的微型涡轮发动机压气机转子应用实例为背景,设计出基于UG的一套完整、系统的整体叶轮数控加工方案,包括整体叶轮的三维建模、数控加工工艺流程规划,数控加工编程等。并在MIKRONHSM400U五坐标数控机床上进行实验验证,证明该整体叶轮数控加工方案及程序的可行性。该加工件已经用于微型发动机中进行试车实验。     

复杂曲面叶轮CAD/CAM一体化系统开发

为提高复杂曲面整体叶轮数控加工的质量和效率,提出了复杂曲面叶轮CAD/CAM一体化软件系统结构,对该系统中的曲线及曲面造型、刀位轨迹生成、仿真等关键功能模块作了详细的分析。成功地开发了该系统,实际使用表明,该系统软件稳定、可靠。     

国内外叶轮数控加工发展现状

综合论述了国内外叶轮数控加工技术的发展过程及现状,并对各种技术工艺进行了比较。从加工效率方面对点铣和侧铣加工两种不同的加工方法进行了分析。介绍了现阶段国内常用的叶轮加工CAD/CAM软件。根据实际工作,提出了一种新的加工方法——分片侧铣加工,并利用其提高了加工效率和加工质量。     

整体式斜流叶轮的数控铣加工

针对整体式斜流叶轮这一典型的复杂零件．讨论了叫轮数控铣加工的问题。研究解决了叶轮的CAD／CAM、数控铣加工工艺及三坐标测量等技术难点．从而加工出合格的斜流叶轮。     

镍基高温合金闭式叶轮高效加工工艺

分析了某石化产业用镍基高温合金闭式叶轮的加工工艺过程,提出了利用多轴联动数控电火花加工机床进行加工的工艺方案,介绍了复杂成型电极的设计与加工工艺过程,给出了实现高效加工的工艺方法,同时也介绍了闭式叶轮流道磨粒流加工工艺技术。     

带冠弯扭涡轮叶盘电火花加工电极的设计与制造

成型电极设计与制造是带冠整体涡轮叶盘电火花加工的关键技术之一。以自主开发的整体涡轮叶盘电火花加工专用CAD/CAM系统TBCam和UGIINX作为辅助工具,详细介绍了某型号涡轮发动机带冠弯扭涡轮叶盘电火花加工电极的设计过程和制造工艺。其中,电极设计包括弯扭叶片的三维实体造型、弯扭叶盘的整体造型、电极型面的设计和电极零件的后处理等;制造工艺部分详述了电极线切割加工和数控铣削加工的完整工艺过程。     

变螺距诱导轮的CAM技术

非匀变变螺距诱导轮是液氧/煤油发动机的关键件之一,其型面复杂,加工难度大。文中给出了采用 UG 软件进行诱导轮加工的 CAM 流程,编制了五轴联动数控加工程序,解决了加工中的技术难点,利用现有五轴数控加工中心完成了两种非匀变变螺距诱导轮的型面加工。     

不可展直纹面整体叶轮的CAD/CAM技术

针对整体叶轮的不可展直纹叶片从造型到加工都存在拟合、逼近等相关误差,分析如何改进造型理论及加工技术,减小设计和制造误差,提高产品质量。介绍了以UGII为支撑,研究五轴侧铣加工不可展直纹面整体叶轮的计算机辅助设计及制造(CAD/CAM)技术,并提出相应的解决方案。     

整体叶轮的多轴数控加工编程

研究了弹用涡轮发动机轴流式叶轮、离心式叶轮流道数控加工的自适应编程方法,其具体步骤为流道几何建模、流道刀心轨迹计算、刀轴矢量计算和刀位干涉检查。其中流道几何建模采用扫掠法生成,刀心轨迹规划采用了三角形法,刀轴矢量计算采用了自适应算法,并讨论了和相邻叶片的干涉问题。经过软件仿真,及数控机床加工验证,加工出了合格的叶轮。     

发动机顶盖的数控加工

分析了某型号发动机顶盖组件的数控加工工艺,介绍了保证零件加工质量和加工效率的途径,针对数控加工中存在的变形、加工硬化、程序及测量等难点,提出了解决方案,为数控加工提供了有益的方法。     

基于一种新的公差成本模型的工艺优化设计

在CAD/CAM系统中如何经济分配公差已成为产品设计的一个重要因素,因为它直接决定产品加工成本。提出了一个新的公差成本关系数学模型,并证实比其它模型具有更高的精度,把该数学模型应用于公差分配中,结合该模型同时提出一个优化加工工艺计算方法。最后采用一个航空发动机叶轮零件来验证此方法的的计算效率和精度。     

大型铸件惯组支架的整体数控加工技术

介绍了整体数控加工大型惯组支架的结构特点,数控加工工艺,零件的三维造型,计算机仿真加工编程,后置处理,装夹定位及测量,刀具使用和加工过程及其它工艺处理等。该加工技术成功地应用于中科院探测双星惯组支架的整体数控加工。     

提高花键加工精度的工艺研究

发动机中力及扭矩的传递全部通过渐开线花键副来实现,由于发动机工作转速高,因而要求渐开线花键副传动非常平稳。通过本工艺方法的探索,采用新的工艺加工方法,提高了涡轮泵叶轮、轴的花键加工精度,保证了涡轮泵装配性能的要求。     

在数控机床上进行特殊型面加工

利用普通高速钢立铣刀加工“叶轮曲面”,由于工件齿型齿底都是一种特殊的高级曲面,造型复杂,应由特殊的计算机软件来完成。其加工工艺则由四轴以上联动数控机床来完成。同时排除了“夹刀造型”的干扰现象,是一种新颖的数控加工工艺方法。利用φ50mm球头加长立铣刀的刀尖轨迹加工发动机进气道曲面。由于型面庞大,形状复杂。首次采用了计算机辅助设计——计算机辅助制造一体化途径来实现的制造技术。加工轨迹的造型采用球刀的刀端中心运动轨迹,有异于通常球刀加工的球心轨迹造型。     

液体火箭发动机喷管收扩段的数控加工工艺研究

液体火箭发动机中，喷管收扩段是一个关键零件，数控加工工艺方法和程序编制方法非常复杂，国内外均在该方面有所研究。本文简述了喷管收扩段的数控加工工艺和程序编制方法以及在程序编制过程中建立的数学模型，并在通用的数控铣加工中心上实现了该零件的数控加工。     

逃逸发动机数控加工与仿真技术

利用三维实体模型模拟产品制造及其相关的工艺过程,是解决复杂结构零部件加工难题十分有效的工艺手段。针对逃逸发动机中典型复杂零部件研制的实际应用情况,重点阐明了数控加工及仿真技术在固体火箭发动机研制中的作用。     

钛合金整体叶轮的高效加工

分析了钛合金整体叶轮的加工难点及多轴数控铣工艺要点,介绍了粗开槽阶段的刀位规划。比较了三种粗开槽方式的优缺点,并提出了沿流道方向逐层由上而下进行开槽的方法。通过选择合理的钛合金切削刀具的刀具角度和切削参数,从而提高了钛合金整体叶轮的加工质量和加工效率。     

钣金CAD／CAM软件的选用

分析比较了三种CAD／CAM软件在钣金数控设备上应用的优缺点，提出并实验了一种联合使用CAD／CAM软件的方法，发挥了各软件的优势，从而大大提高了钣金数控加工设备的生产效率。     

CAD/CAM/CAT统一基准是数控测量的基础

分析了由于被测件基准元素的传递、设计及加工精度与待检元素要求精度不协调,而造成测量结果失真的情况,论述了CAD/CAM/CAT的关系纽带是统一的基准。提出了在工艺审查时加强数控测量工艺与加工工艺的技术协调,使基准可靠有效地传递,保证工件可检性的建议,这些对于实现一体化制造是很重要的条件。     

采用数控改造后的立式车床加工某产品滚道

通过对CQ52100型立式车床进行数控化改造,并使用弹性辅助支撑工作台,选用合适的刀具,运用CAD/CAM软件对异形圆弧进行自动编程,同时加强加工过程中的监控,最终满足了加工某产品滚道的工艺要求。