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曹旭妍
(陕西国防工业职业技术学院，陕西 西安〓710300)
摘要：整体式叶轮具有复杂的曲面特征，五轴联动加工时，数控程序的编写及正确性检测存在一定困难。首先通过分析叶轮零件的结构特点，对其加工工艺进行分析；然后基于CAM软件CATIA建立其三维模型，并完成叶轮的刀具轨迹生成，接着对刀轨文件进行后置处理，获得数控程序；最后基于VERICUT建立机床WFL M65的虚拟仿真系统，对叶轮零件进行仿真加工，检验数控程序的正确性。结果表明，通过仿真加工能够预知加工中可能存在的干涉、碰撞等危险情况，便于对工艺及数控程序进行改进与优化，保障机床使用中的安全，同时还缩短了零件的生产周期，提高了机床的加工效率。
关键词：叶轮；CATIA；VERICUT；仿真加工
中图分类号：TH164〓〓文献标识码：A〓〓文章编号：2095-509X(2018)02-0030-05

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叶轮作为重要的动力传递零件，在航天、航空、汽车等多个领域具有重要作用。然而叶轮零件的叶片结构比较复杂，这给生产加工带来很大难度。传统的叶轮加工采用铸造及抛光等工艺来实现，该方式不仅费用高昂且零件的动平衡性能很难得到满足。五轴数控加工技术的出现和发展使得整体式叶轮的高效、高质量加工成为可能。欧美等发达国家在五轴加工方面开展了深入的研究，将五轴技术广泛应用于发动机叶轮及叶片的加工，极大提高了叶轮质量；日本也在叶轮的五轴加工方面取得显著的成果，其五轴加工技术处于世界领先位置。由于在五轴应用方面我国起步较晚，加上发达国家对我国采取的技术封锁，使得我国的五轴应用技术目前仍落后于发达国家。但近年来，在国家和企业需求的推动下，我国五轴加工技术取得了显著进展，在五轴联动技术的应用和开发方面获得了大量的研究成果和经验。
尽管我国在五轴技术的应用方面已取得很大的进步，但目前国内在五轴机床的高效应用上仍存在一些不足。比较突出的问题是五轴机床应用中数控(numerical control，NC)程序的获取和正确性检验较为困难，由于程序指令中往往包含了多个运动轴的信息，通过人力很难实现程序的编写及错误的识别。而采用自动编程技术，通过在CATIA软件中实现对复杂叶轮零件的三维建模并对其进行工艺处理，生成刀具运动的轨迹文件；然后基于后处理软件IMSPOST开发机床专用的后置处理器，对刀具运动轨迹文件进行后置处理，生成机床能直接识别的NC程序，就能解决五轴加工中NC程序获取困难的问题。
传统的NC程序检验往往采用样件试切的方法，该方法一定程度上能够实现NC程序的正确性检验，但该方法不仅消耗大量的人力、物力，同时由于加工中存在潜在的碰撞、干涉等情况，会给机床安全造成较大威胁。而基于VERICUT平台建立机床的虚拟仿真系统，在虚拟环境中实现零件的仿真加工，就能验证NC程序的正确性。该方法不仅高效、快速，还能省却大量的物力、财力，同时该方法能够有效识别加工中可能存在的碰撞、干涉等情况，避免加工中撞刀的危险，保障机床的使用安全［2］。〖HT6〗

1〓叶轮零件工艺分析及刀具轨迹生成
1.1〓工艺分析
在CATIA中建立叶轮零件的三维模型，如图1
所示，该零件为典型的非可展直纹面叶轮，根据零.......

基金项目：陕西国防工业职业技术学院2017年度科研计划项目（Gfy17—29）
作者简介：曹旭妍(1988—)，女，陕西西安人，陕西国防工业职业技术学院讲师，硕士，主要从事先进制造和CAD/CAM方面的研究。


（文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）

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