分类号UDC 单位代码10644
密级公开学号xxxxxxx 本科毕业设计
压气机叶轮加工工艺
学生姓名：
二级学院：物理与机电工程学院
专业：机械工程及自动化
班级：201x级x班
学号：20110xxxxx
指导教师：xxx
完成时间：年月日
中国 达州
年月
目录
摘要 (2)
Abstract (3)
1. 引言 (4)
2. 压气机叶轮结构加工工艺分析 (4)
2.1 压气机叶轮结构分析 (4)
2.2 压气机叶轮的技术要求 (6)
2.2.1对压气机叶轮的设计制作要求 (6)
2.2.2 对压气机叶轮的加工要求 (6)
2.2.3 叶轮的加工难点 (7)
3. 压气机叶轮毛坯的确定 (7)
3.1 叶轮材料的选择 (7)
3.2 叶轮毛坯的选择 (8)
4. 压气机叶轮加工工艺路线设计 (9)
4.1 加工方法的选择 (9)
4.2 加工阶段的划分 (9)
5. 压气机叶轮的工艺设计 (10)
5.1 机床选择 (10)
5.2 定位基准、夹紧方案的确定 (10)
5.3 刀具选择 (11)
5.4 进给路线和工步顺序的确定 (12)
5.4.1 加工坐标系 (12)
5.4.2 UG 加工及仿真步骤 (13)
5.4.3 UG 加工及仿真结果与模型的比较 (25)
6．总结 (26)
参考文献 (28)
致谢 (29)
压气机叶轮加工工艺
机械工程及自动化
2011级x班：xxx 指导教师：xxx
摘要：离心压缩机叶轮的加工是一个多轴数控加工中最常见的例子，现如今数控高速铣削加运用于整体叶轮加工的技术已经相对成熟，但多依赖于国外的软件。本文主要介绍了压缩机叶轮的加工工艺过程、详细分析了叶轮的仿真全过程。主要工作包括以下三个方面：
(1) 本文根据实习公司实际的生产情况和研究需求，使用UG8.0软件进行压气机叶轮的工艺分析。运用UG8.0加工模块的型腔铣、可变轮廓铣、叶轮加工等方法完成对叶轮加工的编程、仿真加工及后处理。
(2) 压气机叶轮的主叶片、分流叶片呈不规则曲面状，在径向上随着半径的减小叶片的厚度越来越薄、相邻叶片流道越来越窄、叶片高度逐渐增加、叶片的曲率越来越大，这些无疑是整体叶轮加工的难点和重点。因此，加工叶轮叶片时刀具与被加工叶片之间、刀具与相邻叶片之间及易发生干涉，导致在某些区域程序自动生成时没有不碰撞的刀具轴。本文就是从该难点出发设计压气机叶轮叶片、轮毂、流道的加工工艺。
(3) 在编程过程中刀具的选择，主轴转速、进给、吃刀量、加工余量的确定，都直接影响加工效率。针对刀轴的约束条件多,自动无法生成可靠的刀轨等问题进行加工工艺分析，确定了采用瑞士米克朗公司的海德汉系统五轴加工中心作为叶轮加工设备，刀具轨迹采用"自曲面等值线”方式。
关键词：压气机叶轮；UG8.0；加工工艺；叶片
Centrifugal Fan Impeller
Mechanical engineering and automation
The class x of grade 2011:Jxxxx The instructor: xxxx
Abstract: Centrifugal compressor impeller machining is the most common instances of multi-axis linkage nc machining, it is also one of the difficulties in nc machining.This paper introduces in detail the whole process of the impeller machining and processing process matters needing attention, for complex product modeling and nc programming provides design ideas and methods.Main work includes the following aspects:
（1）In this paper, according to the actual production situation and the demand of research, using UG8.0 software for the analysis of the impeller.Through processing module cavity milling, variable contour milling, processing method of impeller impeller model of programming, simulation process and post-processing.
（2）Adjacent integral impeller blade less space, with the decrease of the radius on the radial channels such as narrow processing difficulties, so the impeller blade curved surface machining besides interference occurs between the cutter and the processing blade, cutting tool is interference with the adjacent blades.
（3）Tool planning constraints, automatic generation of tool path is more difficult problems, combined with practical experience, has carried on the processing technology research, identified by Swiss m kronor company Hyde han system five axis machining center as an impeller machining equipment, tool path using "since the surface contour" way.
Key words: Integral impeller;UG;The processing technology
1. 引言
涡轮增压器是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。汽车离心涡轮增压器是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸，涡轮增压器的开发对于发动机的发展有着积极的影响，涡轮增压器工作原理如图2所示。而压气机是涡轮增压器的主要部件，压气机叶轮即工作叶轮，是压气机的主要组成部分，在航空航天、船舶、汽车等透平机械领域被广泛应用，一直是机械加工行业中的一个重要课题。压气机叶轮叶片的设计和加工通常会考虑空气动力学、流体力学、叶片强度和叶片振动等对叶轮工作的影响。近几年来我国汽车工业的快速发展，对涡轮增压器的需求量越来越大，对叶轮设计制造和性能要求也越来越高。目前，叶轮的最高转速以达10万转/分，这对叶轮的表面质量、致密的组织以及综合力学性能要求也越来越高。当前，国外多采用五轴高速铣加工整体叶轮，且在技术和工艺上已经非常成熟，主要采用专业软件加工整体叶轮，如美国NREC公司的MAX 系列，Hypermill叶轮加工软件。而中国多用UG NX、CATIA、MasterCAM、PRO/E等三维软件来加工压气机叶轮，在加工工艺、加工质量、加工效率方面都还有待提高。本文选用功能强大的UG NX8.0 对压气机叶轮进行工艺分析和加工仿真方面的研究。
2. 压气机叶轮结构加工工艺分析
2.1压气机叶轮结构分析
压气机是通过压缩空气来增加进气量从而提高压气机叶轮转速的机械装置。列如，汽车离心涡轮增压器就是是利用发动机排出的废气的惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸，如图2所示。当发动机转速增大，废气排出速度与涡轮转速也同步增加，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。涡轮增压系统如图1所示，工作叶轮、涡轮叶轮如图2所示。
涡轮增压机主要包括离心压气机叶轮、离心式空压机、涡轮增压系统等。离心式压气机叶轮又称工作轮，是离心式压缩机中惟一对气流作功的元件。转子上的最主要部件。一般由轮盘、轮盖和叶片等零件组成，压气机叶轮模型如图3所示。气体在叶轮叶片的作用
下，随叶轮作高速旋转，气体受旋转离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使它通过叶轮后的压力得到提高。在风力发电机组中，叶轮由轮毂和叶片组成。风经过叶轮，带动叶轮转动，从而带动发电机转动，将风能转化为电能。此时，要求叶轮转动时有足够大的迎风面，以从风中提取足够多的能量;同时，在风速过大时，要能够自动调整叶片迎风角度，避免因受力过大而损坏机械。这个过程就是旋转的机械能---->流体的动能的转换过程。
图1 涡轮增压系统
图2 压气机压气机叶轮（左）涡轮叶轮（右）
图3压气机叶轮模型
2.2压气机叶轮的技术要求
2.2.1对压气机叶轮的设计制作要求
（1）在单位时间内通过的能量要尽量的大；
（2）空气流过叶轮流道的能量损失要小，即空气流经叶轮的效率要高；
(3)空气流出叶轮时，各参数达到设计的要求；
（4）叶轮在工作情况下转速非常高，所以叶轮要尽量的轻，但刚性要足够的强，这对材料的要求就较高。
2.2.2 对压气机叶轮的加工要求
随着设计理论的发展，叶轮类零件工作面形状日趋复杂，传统的方法已经满足不了一些复杂叶轮的生产需求。采用铸造和焊接成型后修光的传统方法生产叶轮，首先其模具制造的难度非常大，对焊接的工艺要求高，工艺过程复杂，制造成本高，叶片精度得不到有效保证，而且叶片的表面光洁度差，容易造成应力集中和气蚀，叶轮的动平衡性能差。压气机叶轮叶片薄，悬壁长度相对较长，同时由于复杂的曲面，其加工需使用细长刀具和多轴联动机床。叶轮零件的技术要求内容与常规零件一样，通过机床的加工精度控制叶轮的尺寸、形状、位置、粗糙度等几何方面的技术要求，毛坯材料的结构决定了叶轮的机械、物理、化学性能等方面的技术要求。叶轮叶片需具有良好的表面光洁度和光顺性，才能提高叶轮的气动性能。叶片表面和叶根表面对精度的要求较高，一般表面粗糙度要求应高于1.6。为了防止叶轮工作时产生的振动噪声，所以对叶轮的动平衡性要求很高，因此在工
艺设计是需要综合考虑叶片的对称问题，在进行CAM编程时利用UG的绕点旋转功能生成绕圆点呈中心对称的程序，可采用通过加工其中一个元素来完成其它元素的加工。如叶轮工程图，见附1。
2.2.3 叶轮的加工难点
为了提高叶轮的动力学和流体力学的性能，叶轮设计采用了大扭角，主叶片之间加了分流叶片，根部变圆角等结构，使得加工时极易产生干涉，无疑对叶轮的加工提出了更苛刻的要求。叶轮加工难点：
1、叶轮加工流道较窄，会受到大扭角和分流叶片的影响。叶片较长，相对刚度低，高度随径向直径的增大而增大，厚度随径向直径的增大而减小，是一种典型的薄壁类零件，在加工过程中非常易发生变形，使得压气机叶轮加工难度增加。
2、本论文加工的压气机叶轮，其主要参数为：叶片直径为中85mm，叶片距最窄处叶片深度33.75mm，相邻叶片最小间距22.975mm，进口高度10mm，出口高度34mm，根部圆角3.5mm，厚度在0.56~1.12mm之间。综合参数分析，加工需要用到小直径刀具，小直径刀具刚性差，容易折断，控制切削深度的同时保证加工效率较为困难。
3、叶轮曲面为自由曲面，保证加工表面的一致性也有一定困难。因此，为了加工合格的叶轮，必须综合考虑此叶轮的叶片薄壁、大扭角、小刀径的特点，规划出一套合理的加工方案。
3. 压气机叶轮毛坯的确定
3.1叶轮材料的选择
20世纪40年代末，7系铝合金（Al-Zn-Mg-Cu）材料就已应用于飞机制造业，以其超高强度变形、轻等特点广泛应用于飞机、汽车、船舶等现代工业。锌是7系铝合金中的主要合金元素，加上镁元素可使材料能受热处理，达到非常高强度特性。7075是铝合金中最优良的产品的产品之一，其特点有：1、可热处理的高强度铝合金材料；2、具有良好的机械性能，易于加工；3、质量轻，价格适中；4、耐磨性好，抗腐蚀能力强；6、非常适用于高压结构零件的高强度材料。代表用途有航空航天、模具加工、机械设备、工装夹具，特别用于制造飞机结构及其他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构体。综合分析叶轮的使用性能及材料特性，本文选用7075铝合金作为叶轮材料。
7075铝合金机械性能分析
3.2叶轮毛坯的选择
毛坯的选择要从机械加工和毛坯制造两方面综合考虑，以求得最佳效果。确定毛坯包括选择毛坯种类、尺寸及制造方法等内容。常用毛坯的种类有铸件、锻件、压制件、冲压件、焊接件、型材和板材等。选择毛坯种类的方法有：（1）根据图纸要求的材料及机械性能选择毛坯；（2）根据零件的功能选择毛坯；（3）根据生产类型选择毛坯；（4）根据具体生产条件选择毛坯。选择毛坯形状和尺寸总的要求是毛坯形状要力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量，如前所述，毛坯的形状、尺寸越接近叶轮的设计造型，所消耗的材料和加工工时越少，但过度追求形状逼近会增加了制造毛坯的费用。因此将叶轮
的材料定位7075铝合金铸件棒料。根据叶轮的几何模型和加工过程中装夹的需要，在普通车床上对棒料进行预加工，预加工后部分尺寸到位，毛培如图4所示。
图4
4. 压气机叶轮加工工艺路线设计
4.1 加工方法的选择
加工压气机叶轮的关键和难点是叶片、流道及根部圆角的精加工。精加工工序是压气机叶轮加工过程中最重要的环节，此工艺的合理与否，直接影响到整个零件的加工效率和成本，以及涡轮增压器最终的产品性能。压气机叶轮加工，最常采用的就是高速铣削，高速铣削机床的特点，采用主轴运动结构实现载荷的平稳，减小工作台由于运动的惯性，提高加工精度和效率。采用UG 8.0 中的可变轮廓铣可以完成叶轮的曲面加工，但可变轮廓铣对于压气机叶轮的加工存在着许多的不足，如参数的设置过于复杂、驱动方式的多样化不利于选择、对刀轴的控制不是很稳定等。UG 8.0 中针对叶轮的加工，专门开发了叶轮加工模块（MILL_MULTI_BLADE），使用起来非常方便。
4.2 加工阶段的划分
叶轮需要加工的部分主要为顶部开阔区域、流道、叶片、根部圆角四个部分。顶部开阔区域和叶片之间有大量的材料需要去除，但由于各个面的质量要求有所不同，因此在安排工序时，为了保证加工质量、生产效率、经济性和和加工可行性，要按照工序集成、基准先行、先粗后精、先主后次和分面加工的工艺标准来执行。
根据工艺原则的要求，将叶轮的加工划分为三个阶段：粗加工、半精加工和精加工。粗加工的目的是快速的切除叶轮各个表面大量的多余材料，分为顶部区域粗加工、流道开槽粗加工、叶片粗加工、根部圆角粗加工，加工出叶轮基本形状。半精加工主要为了平滑
粗加工留下的粗糙表面，去除拐角处多余的材料，生成加工余量比较均匀的表面，为精加工作好准备，主要有叶片半精加工、流道半精加工。精加工阶段包括叶片、流道、根部圆角的精加工，它主要保证叶轮尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度，是决定叶轮加工质量的关键阶段。
考虑到工序集成、基准先行等原则，本文采用立式五轴数控高速铣削加工，因此可以将零件的粗、精加工放在同一台机床上完成，提高加工效率，缩短加工时间，减少装夹次数，有利于减少装夹误差，提高表面精度，保证叶轮的加工质量。
5. 压气机叶轮的工艺设计
5.1机床选择
现如今，能够完成整体叶轮加工的机床很多，如九轴车铣加工中心、五轴加工中心。本文采用米克朗公司的HSM 400U立式五轴联动高速铣削加工中心，数控机床主要参数X 轴行程300mm ，Y轴行程180mm，Z轴行程300mm，C轴旋转范围0°—360°，B轴摆动范围-110°—110°，C轴回转直径180mm，主轴功率15kw，主轴最高转速42000rpm，定位精度0.006mm/全程，重复定位精度0.003mm，刀库容量30刀位，最大承重100kg，数控系统为海德汉，如图5所示。
图5 HSM 400U
5.2 定位基准、夹紧方案
高速铣削对工装要求，使用安全可靠、体积小、质量轻、装卸工件要简洁方便，以减小加工时的惯性力矩对工件加工精度的影响。本文采用通用夹具：三爪卡盘。对毛培预处理后，叶轮平面基准已经到位，在叶轮下表面垫一块表面光洁的垫块，用探头找平，并将此平面设置为Z0。将叶轮平放在垫块上，然后用三爪卡盘将叶轮紧夹牢，保证曲面部分全部露于三爪以上，使其在正确位置上保持不变，为了保证加工精度，叶轮的轴线必须与工
作台的回转中心保持一致，即C轴找正考毛培外圆圈正，并设为Z0。最后Φ4.3的中心孔为基准，设置加工坐标系的X0、Y0，最后完成加工加工坐标系的创建。用M5的螺钉从叶轮中心孔穿过，旋入垫块中，然后将螺钉拉紧，入装配示意图所示。
装配示意图
5.3 刀具选择
刀具材料对刀具的使用寿命、加工效率、加工质量和加工成本都有很大影响，特别是对于曲面加工显得尤为重要。为提高流道开粗和流道半精加工的效率，可以选用大直径球头铣刀，但也要注意两叶片间的最小距离，防止刀具干涉其他叶片；在对流道和相邻叶片的交接部分进行清根时，选择的刀具半径小于流道和叶片相接部分的最小倒圆半径。米克朗HSM 400U采用的是HSK高速刀柄，由于加工时叶片的纹理要求所使用的刀具切削刃长度应大于70mm，刀具总长度应大于120mm。在数控机床中，从经济性、适应性、多样
性、工艺性及现有的生产条件等各方面考虑，本文采用整体硬质合金涂层刀具进行加工。硬质合金刀具综合效果都优于陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石等。由于钨系硬质合金刀具的强度、韧性和导热性较好，所以适于加工产生断续切削的脆性材料脆性材料，如铸铁、有色金属及合金、胶木及其他非金属材料。所以叶轮粗加工时可选用碳化钛含量低的钨系硬质合金；精加工时选用碳化钛含量高的钨系硬质合金。粗、半精、精加工时为复杂的不规则曲面，选用球头铣刀事半功倍，其刀具头部加圆弧有利于加工成型叶根过渡面及流道面。球头铣刀选用锥形球头铣刀，它有利于提高刀具的刚性，弯曲厉害的叶片可以采用鼓形刀加工。
5.4 进给路线和工步顺序的确定
5.4.1 加工前的准备
一、初始化环境创建
打开叶轮模型，单击“开始”按钮，在下拉菜单中选着【加工】命令，弹出“加工环境”对话框，然后在“CAM会话配置”中选择“cam_general”，在“要创建的CAM设置”中选择“mill_multi_blade”，单击“确定”，完成初始化环境创建。
二、创建加工父及组
（1）创建加工几何组
创建加工坐标系，加工坐标系按照定位基准、夹紧方案的叙述执行。加工坐标系、设计坐标系、检验坐标系一致，如图6所示。创建安全平面，以叶轮顶面为基准偏置50mm 设为安全平面。创建部件几何体（WORKPIECE），选着叶轮为部件几何体；创建毛培几何体，毛培几何体选择车床预处理过的毛培，如图6所示。
在WORKPIECE组下创建叶轮几何体（MULTI_BLADE_GEOM），选择叶毂、包裹、叶片、叶根圆角和分流叶片，如图7所示。
（2）按工序表的要求创建刀具组，特别注意区分粗加工刀具和精加工刀具的管理。
（3）设置加工方法组设置粗加工（MILL_ROUGH）、半精加工
（MILL_SEMI_FINISH）、精加工（MILL_FINISH）中的余量参数、公差参数等。
图6
图7
5.4.2 UG 加工及仿真步骤 1、工序1
叶轮顶部开阔区域加工粗加工，粗加的目的是快速切除毛坯余量，重点考虑是加工效率，要求大的进给量和切削深度都要尽可能的大，以最短的时间内切除尽可能多的余量。叶轮顶部开阔区域余量较多，所以先采用“型腔铣”的方式去除多余的材料，节省时间成本。参数计算：该工序选用硬质合金刀具，其线速度min /300m Vc =，D
V n c
π1000=
，算得转速n=7598r/min ，z f nZf V =，带入n=7598r/min 、Z=4、z f =0.1得到f V =3183.2mm/min 。在UG 加工
状态下，在“创建操作”对话框中，选择类型“MIL_CONTOUR ”建立机床控制操作，再选择子类型“CA VITY_MILL ” 型腔铣。选用Φ12R1的硬质合金圆角铣刀粗加工，切削方式采用“ 跟随部件”，背吃刀量的0.1mm ，刀具与刀具之间的步距为刀具直径的75%，
部件侧面余量1mm ，切削层设置为顶面向下12.3873mm 。复制粗加工程序，将刀具改为Φ12的立铣刀精加工顶部开阔区域。[1]
工序1的具体内容如表1、2所示。生成的刀具路径和加工仿真如图7所示。
表2
图7
程序：============================================================
信息列表创建者： wujinwen
日期： 28/4/2015 AM 11:29:06
当前工作部件： C:\Users\wujinwen\Desktop\wujinwen2015-4-10\PART.prt 节点名： wujinwen-pc
加工方式
CA VITY MILL
刀具规格 Φ12R1 刀具材料 硬质合金 主轴转速r/min 7598 加工余量mm 0.5 进给速度mm/min
3183.2
表面速度mm/min
300
加工方式
CA VITY MILL
刀具规格 Φ12 刀具材料 硬质合金
主轴转速r/min 9549 加工余量mm 0 进给速度mm/min 1909.8 表面速度mm/min 300 切削宽度mm
0.5
切削深度mm
0.5
注意：下刀前一定要确保创建的加工坐标系无误。
============================================================
; Machine: (MIKRON-HSM400U)
; Part No: C:\Users\wujinwen\Desktop\wujinwen2015-4-10\PART.prt
; Programmer: wujinwen
; Part File Name: C:\Users\wujinwen\Desktop\wujinwen2015-4-10\PART.prt
; AUTHOR:WUJINWEN DATE:2015-04-28
; Path Name: CAVITY_MILL
; Tool Number: 0
; Tool Name: D12 D= 12.0 R= 1.00 L=75.00 STOCK=0.50
BEGIN PGM 100 MM
BLK FORM 0.1 Z X0.0 Y0.0 Z-20.
BLK FORM 0.2 X100. Y100. Z0.0
M129 ; TCPM OFF
M127 ; SHORTER PATH TRAVERSE OFF
CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT
CYCL DEF 7.1 X+0
CYCL DEF 7.2 Y+0
CYCL DEF 7.3 Z+0
M11 M16
TOOL CALL 0 Z S10000
M13
L B0 C0 F3000
M128 F15000 ; TCPM ON
M126 ; SHORTER PATH TRAVERSE ON
L X33.619 Y2.159 B0.0 F MAX
L Z92.866 F MAX
L Z75.866 F MAX
.......
.......
2、工序2
叶轮开槽，此工序去除的材料非常多，用Φ4锥度为4°的锥度球刀。取线速度f=0.1，经过计算得到主轴转数和进给如表3所示。用MILL_MULTI_BLADE Vc ，
min
150m
/
z
模块中的“多叶片粗加工（MULIT_BLADE_ROUGH）”。几何体选择“MULTI_BLADE_GEOM”承接设置好的叶轮几何体；驱动方发参数设置如图8所示，在精加工时特别要注意相切延伸和径向延伸的配合使用；“切削层”设置如图9所示；刀轴设置为“插补矢量”避免过切，如图10所示；叶片余量、叶毂余量均为1mm；进给、转速详见表3。
图8 图9 图10
工序2的具体内容如表3所示。生成的刀具路径和加工仿真如图11所示。
表
3
图11
加工方式
MULIT_BLADE_ROUGH
刀具规格 Φ4锥度4°的球刀
刀具材料 硬质合金 主轴转速r/min 11937 加工余量mm 0.5 进给速度mm/min
2387.4
表面速度mm/min
150
切削时间min 128 切削深度mm 33mm
注意：开粗时，要注意加工时间的把握，在调好首件后，在不影响刀具的和切削的情况下可以提高进给和主轴速度，以提高加工效率；时刻注意刀具的状态。
3、工序3
叶轮大小叶片的粗加工，因为开槽后叶片表面非常粗糙，利用该工序光整叶片表面，为后面的工序做准备。取min /125m Vc =，z f =0.04，Z=3，带入公式D
V n c
π1000=
，算得转速n=10000/min ，z f nZf V =，f V =800mm/min 。用MILL_MULTI_BLADE 模块中的“叶片精加工
（BLADE_FINISH ）”。几何体选择“MULTI_BLADE_GEOM ”承接设置好的叶轮几何体；驱动方发参数设置如图11所示，分流叶片的参数设置与主叶片的一致；“切削层”设置如图12所示；刀轴设置为“自动”；叶片余量、叶毂余量均为0.5mm ；进给、转速详见表4。
图11 图12
工序3的具体内容如表4所示。生成的刀具路径和加工仿真如图13所示。
加工方式
BLADE_FINISH
刀具规格 Φ4锥度4°的球刀
刀具材料 硬质合金 主轴转速r/min 10000 加工余量mm 0.5 进给速度mm/min 800 表面速度mm/min 94 加工时间min
56.3
切削深度mm
0.5
表4
图13
4、工序4
叶轮流道的粗加工，叶轮大小叶片的粗加工，因为开槽后叶片表面非常粗糙，利用该工序光整叶片表面，为后面的工序做准备。取min /150m Vc =，z f =0.033，Z=3，带入公式
D
V n c
π1000=
，算得转速n=12000/min ，z f nZf V =，f V =1200mm/min 用MILL_MULTI_BLADE 模块中的“叶毂精加工（HUB_FINISH ）”。几何体选择“MULTI_BLADE_GEOM ”承接设置好的叶轮几何体；驱动方法为“叶毂精加工”，注意前缘参数的设置，切削模式为往复，其它参数如图14；刀轴设置为“自动”；叶片余量、叶毂余量均为0.8mm ；进给、转速详见表5。
图14
工序4的具体内容如表5所示。生成的刀具路径和加工仿真如图15所示。
表5
图15
5、工序5
叶轮根部圆角的粗加工，叶轮流道的粗加工，叶轮大小叶片的粗加工，因为开槽后叶片表面非常粗糙，利用该工序光整叶片表面，为后面的工序做准备。取min /125m Vc =，
z f =0.04，Z=3，带入公式D
V n c
π1000=
，算得转速n=10000/min ，z f nZf V =，f V =800mm/min 。用MILL_MULTI_BLADE 模块中的“圆角精加工（BLEND_FINISH ）”。几何体选择“MULTI_BLADE_GEOM ”承接设置好的叶轮几何体；驱动方法为“圆角精加工”，注意“驱动模式”选择“参考刀具”其它参数如图16；刀轴设置为“自动”；叶片余量0.2mm ；
加工方式
HUB_FINISH
刀具规格 Φ4锥度4°的球刀
刀具材料 硬质合金 主轴转速r/min 12000 加工余量mm 0.5 进给速度mm/min
1200 表面速度mm/min 150 加工时间
45min
切削深度mm
0.5
UG数控加工实例 【内容提要】 本章通过平面铣、面铣、型腔铣、固定轮廓铣4个实例，对UG数控编程的主要功能进行练习。 【学习提示】 读者在学习中应注意结合实际，举一反三，灵活运用所学知识理解本章内容。 .1实例一平面铣 平面铣是铣削加工中最常用的加工类型之一，一般用来对直壁、水平底面二维零件的粗加工与精加工。平面铣削加工时刀具轴线方向相对工件不发生变化，属于固定轴铣，只能对侧面与底面垂直的加工部件进行加工。 平面铣以边界来定义零件的几何体，这些边界通常是曲线，通过所指定的边界和底面的高度差来定义总的切削深度；刀具始终在边界的内侧或外侧。 .1.1实例介绍 通过对图.1所示零件的平面铣削加工，介绍平面铣削加工方法和步骤，主要包括部件几何体定义、刀具创建、切削参数设置、刀轨生成与仿真等内容。
图.1 平面铣加工实例 .1.2 操作步骤 1. 启动软件 在桌面上双击UG NX 6.0图标，启动UG NX 6.0软件。 2．打开文件。 单击【标准】工具条中的【打开】图标按钮，弹出【打开】对话框，选择随书光盘中的文件-1-Plannar_Mill.prt，单击【OK】按钮打开文件。 3．设置加工环境 单击【标准】工具条中的图标按钮，打开系统应用模块菜单，在菜单中选择 【加工】应用模块，如图.2所示，（或直接单击“应用”工具条中的【加工】图标按钮，或使用快捷键Ctrl+Alt+M），启动“加工”应用模块，此时弹出如图.3所示【加工环境】对话框，在对话框中的【要创建的CAM设置】列表框中列出了所有的操作模板类型，常用的主要有mill _ planar(平面铣)、mill _ contour(轮廓铣)和mill _ multi _ axis(多轴铣)。这里选择【mill _ planar】，然后单击【确定】按钮完成加工环境的设置。 对于已建模的零件，当第一次启动加工模块时会弹出【加工环境】对话框。一旦指定了被加工零件的加工环境后，以后再次启动该零件的加工模块时，系统将进入先前所
离心通风机叶轮工艺规程 1、备料：备齐叶轮的所有零部件，外购件和标准件，检查材料、旋向是否正确。 2、定位后盘：将后盘固定于平台上； 3、点叶片：将叶片按重量选配，对称放置，找正垂直度，确定旋向正确后点焊；任意三个 相邻叶片，出口端的两弦长之差8#及以下<1.5mm,8#以上<3mm。 4、检验：检验叶片垂直度，叶尖尺寸、叶片外圆符合图纸； 5、点焊前盘：找正、压紧后点焊； 6、检验：检验叶轮旋向、尺寸符合要求； 7、焊接；先焊接叶片和后盘的角焊缝，再焊叶片和前盘的角焊缝，对称施焊以保证后盘平 面度； 8、铆轮毂：后盘与轮毂配做孔，铆轮毂，铆接件间隙在两倍铆钉直径范围内不得大于0.1mm， 其余部位不得大于0.3mm。铆钉严禁松动，其头部应光滑平整。 8、校形：校正前后盘平面度、圆跳动符合要求。 9、振动时效处理。 10、车（割）：加工叶轮外圆、进口处直径、端面符合要求。 11、检验：检验叶轮尺寸符合要求； 12、标识：在轮毂上进行标识。 13、平衡：叶轮动平衡校正轮盘轮盖外圆分别为左右校正平面,平衡配重在同一平面不得超 过两块，相对相位差不得大于90%%d，平衡配重块外边缘与叶轮校正平面外边缘 距离为10mm。配重块厚度不得大于被焊盘厚度，外形整洁，材质与母材相同。 14、检验：跟踪检验平衡过程，叶轮平衡达到要求精度要求。 15、叶轮的超速试验（可以在整机检验时进行）。 16、表面喷涂：清除风机上的油污，多肉、毛刺、锈蚀，按要求进行表面喷涂，并符合产 品要求。 17、检验：检验表面喷涂符合产品要求 离心通风机前盘压制工艺规程 1、下料：按图样要求选择材质及材料厚度，依据相应的工艺图样尺寸进行划线及割制，并 进行去刺及铁瘤处理。 2、卷锥：按相应的工艺图样要求卷锥，并保证台锥对接口处对接平齐，然后方可两个面均 应进行满焊，焊接要求依据JB/T10213－2000之转动件的焊接标准进行。焊接完 毕后两面应磨平。 3、校锥：按照相应的工艺图样要求进行校整型处理，保证工件对称，上下圆的◎≤5‰，
分类号UDC 单位代码10644 密级公开学号xxxxxxx 本科毕业设计 压气机叶轮加工工艺 学生姓名： 二级学院：物理与机电工程学院 专业：机械工程及自动化 班级：201x级x班 学号：20110xxxxx 指导教师：xxx 完成时间：年月日 中国 达州 年月
目录 摘要 (2) Abstract (3) 1. 引言 (4) 2. 压气机叶轮结构加工工艺分析 (4) 2.1 压气机叶轮结构分析 (4) 2.2 压气机叶轮的技术要求 (6) 2.2.1对压气机叶轮的设计制作要求 (6) 2.2.2 对压气机叶轮的加工要求 (6) 2.2.3 叶轮的加工难点 (7) 3. 压气机叶轮毛坯的确定 (7) 3.1 叶轮材料的选择 (7) 3.2 叶轮毛坯的选择 (8) 4. 压气机叶轮加工工艺路线设计 (9) 4.1 加工方法的选择 (9) 4.2 加工阶段的划分 (9) 5. 压气机叶轮的工艺设计 (10) 5.1 机床选择 (10) 5.2 定位基准、夹紧方案的确定 (10) 5.3 刀具选择 (11) 5.4 进给路线和工步顺序的确定 (12) 5.4.1 加工坐标系 (12) 5.4.2 UG 加工及仿真步骤 (13) 5.4.3 UG 加工及仿真结果与模型的比较 (25) 6．总结 (26) 参考文献 (28) 致谢 (29)
压气机叶轮加工工艺 机械工程及自动化 2011级x班：xxx 指导教师：xxx 摘要：离心压缩机叶轮的加工是一个多轴数控加工中最常见的例子，现如今数控高速铣削加运用于整体叶轮加工的技术已经相对成熟，但多依赖于国外的软件。本文主要介绍了压缩机叶轮的加工工艺过程、详细分析了叶轮的仿真全过程。主要工作包括以下三个方面： (1) 本文根据实习公司实际的生产情况和研究需求，使用UG8.0软件进行压气机叶轮的工艺分析。运用UG8.0加工模块的型腔铣、可变轮廓铣、叶轮加工等方法完成对叶轮加工的编程、仿真加工及后处理。 (2) 压气机叶轮的主叶片、分流叶片呈不规则曲面状，在径向上随着半径的减小叶片的厚度越来越薄、相邻叶片流道越来越窄、叶片高度逐渐增加、叶片的曲率越来越大，这些无疑是整体叶轮加工的难点和重点。因此，加工叶轮叶片时刀具与被加工叶片之间、刀具与相邻叶片之间及易发生干涉，导致在某些区域程序自动生成时没有不碰撞的刀具轴。本文就是从该难点出发设计压气机叶轮叶片、轮毂、流道的加工工艺。 (3) 在编程过程中刀具的选择，主轴转速、进给、吃刀量、加工余量的确定，都直接影响加工效率。针对刀轴的约束条件多,自动无法生成可靠的刀轨等问题进行加工工艺分析，确定了采用瑞士米克朗公司的海德汉系统五轴加工中心作为叶轮加工设备，刀具轨迹采用"自曲面等值线”方式。 关键词：压气机叶轮；UG8.0；加工工艺；叶片
复杂曲面UG建模加工指导书
《复杂曲面ug建模与加工》实验指导书 适用专业:机械设计制造及其自动化 课程代码: 编写单位: 编写人: 系部主任: 分管院长:
目录 实验一型腔铣加工创建......................................................................................................... - 2 -实验二IPW二次开粗的定义................................................................................................ - 24 -实验三平面铣创建............................................................................................................... - 29 -实验四等高轮廓铣创建....................................................................................................... - 34 -实验五固定轴曲面轮廓铣创建 .......................................................................................... - 38 -实验六、固定轴曲面轮廓铣—清根驱动 .............................................................................. - 43 -实验七、固定轴曲面轮廓铣—螺旋驱动 .............................................................................. - 47 -实验八、固定轴曲面轮廓铣--径向切削................................................................................ - 55 -
水泵零件机械制造工艺 分析 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
一、机械制造工艺的重要性： 优质产品来源于优秀的设计，更是依赖于优良制造的可靠保证，而优良制造取决于完善的加工工艺。只有选择了正确的加工工艺，才能制造出高精度产品，降低生产成本，提高生产效率，为企业创造良好的效益。水泵零件的制造因品种多、结构复杂、用料广泛，以致加工难度大，工艺质量不易控制。尤以单件、小批量，品种多变的生产模式，工序相对较为集中，更加要求操作者掌握较全面的机械制造专业知识，具有良好的综合素质。 水泵零件结构复杂，铸件占80%以上，主要为铸铁件、铸钢件和铸造不锈钢件；轴类零件较少，主要为优质碳钢、铬钢或不锈钢件。水泵零件的加工，因其具有水力流道，在考虑定位装夹基准时必须找正流道的正确位置。避免装配后造成压水室与叶轮流道偏斜、错位、间隙不均甚至碰擦，影响产品质量。为了保证零件制造精度，需要设计相应的工装，并合理安排工艺流程控制工艺因素。现针对生产中容易出现的问题将工件装夹、加工要求、典型零件加工工艺浅析如下： 二、水泵零件的机械制造工艺： （一）、工件的装夹： 1、操作者必须在熟悉产品图样、工艺文件和工艺装备的基础上从事作业生产，避免盲目生产造成零件报废； 2、在机床工作台面上安装夹具时，要擦净其定位基准面，并找正加工要求的相对位置； 3、工件装夹前应将其定位面、夹紧面，夹具的定位面擦拭干净，不得有毛刺，保证定位精度； 4、按工艺规定的定位基准装夹，定位基准符合以下原则：
（1）、尽可能使设计基准、加工基准、检验基准重合，便于加工尺寸链的换算和测量； （2）、尽可能使各加工面采用同一定位基准，容易保证形位公差，如平行度、同心度、垂直度等； （3）、粗加工基准选取应结合后续工序的定位要求，有利于提高加工精度； （4）、精加工工序定位基准应是巳加工表面，使定位准确、加工精度高； （5）、选择的定位基准必须使工件定位、夹紧方便，加工时稳定可靠。 5、夹紧工件夹紧力的大小适当，夹紧力的作用点应通过支承面，尽可能靠近加工面；对刚性较差或是悬空的工件，应增加辅助支承以增强刚性； 6、夹紧精加工面应以铜皮作软垫保护，不损坏巳加工表面； 7、加工面应尽可能靠近床头箱，选取适当刀具增强系统刚性，提高加工表面粗糙度。 （二）、加工要求： 1、操作者应根据图样技术要求和工艺文件的规定，及工件材质、精度要求、机床、刀具、夹具等情况，正确选择工艺路线，合理选择切削用量； 2、对有公差要求的尺寸在加工时应尽量按中间公差加工； 3、工艺规程未规定的粗加工表面粗糙度应不大于Ra25;下道工序需淬火的表面粗糙度不大于;铰孔前的表面粗糙度不大于;磨削前的表面粗糙度应不大于; 4、粗加工的倒角、倒圆、槽深应按精加工余量加大或加深，保证精加工后达到设计要求；退刀槽切忌过深和锐角，以避免应力集中； 5、图样或工艺中未规定的倒角和自由尺寸应按相关规定制作；
《计算机辅助设计与制造》 上机实验 学生： 学号： 课程教师： 专业班级：机自02班 重庆大学机械工程学院 二O一三年十一
一、实践目的 1.熟悉三维建模基本操作； 2.了解数控加工的基本原理及方法； 二、实验过程 （一）零件的三维实体建模造型 选择的零件为一个方台。 零件分析：它包括四个小的通孔，还有一个大的圆柱通孔。通孔外面是八块支撑板。 1、实体建模的步骤 1）在自动判断下设定新草图平面，这里选用X----Y平面。 4）切换至XY草绘平面，打开UG绘图功能条草绘一个方形并绘制好圆角
；5）选中所画的方形；边长90cm 6）对选中的截面轮廓进行拉伸形成体如下图：h=10mm 7）以拉伸圆柱的上表面为草绘平面草绘一圆，并拉伸：直径60mm
8）继续以方台上平面为草图平面，绘制四个大小相同的园，并拉伸求差。d=5mm,h=3mm 9）以小圆柱为草绘平面草绘同心圆，并生成同心圆孔，h=7mm,d=3mm
以原平面为草图 11）以圆柱中间表面为草绘平面绘制八块支撑板。完毕。 步骤：.NX8.0模型文件输出：NX8.0环境下“文件”——> “输出”——>“IGES”——>定义文件名——>保存。 （二）零件CAM及数控加工过程（Mastercam软件的应用） 使用步骤
1)、用MILL9程序打开IGES文件：启动MILL9—>MainMenu—>File—>Converters—>IGES —>Readfile—>选择IGES文件—>打开—>进入IGES Read Parameters设置界面，确认File is in Metric units—>Ok—>按工具栏按钮Screen-Fit—>按工具栏蓝色球按钮（Screen-Surf Disp-Shading）—>出现Shading Settings页面，选择Shading Acti—>Ok。 删除多余的非Surface构图元素：MainMenu—>主菜单Delete—>All—>Color—>选择要删除的颜色（通常为绿色）—>Ok—>按工具栏按钮Gview-Isometric—>按工具栏按钮Screen-Fit。 3)、根据需要可在MILL9环境下旋转、移动或比例缩放模型。 旋转模型直至零件的主要加工面朝向Z轴的正向，并让零件尺寸最大的方向与X轴一致。旋转模型步骤如下：按工具栏按钮Gview-Top或Gview-Front或Gview-side，选择旋转模型的视图平面—>MainMenu—>Xform—>Rotate—>All—>Surfaces—>Done—>Origin—>出现Rotate提示页面，输入旋转角度—>选中Operation的Move，确认Number of Steps为1—>Ok。 移动模型，直至工件的顶面中心点的坐标为(X0,Y0,Z0)。移动模型步骤如下：按工具栏按钮Gview-Top或Gview-Front或Gview-side，改变视图平面—>MainMenu—>Xform —>Translate—>All—>Surfaces—>Done—>Polar—>输入移动距离—>输入移动方向的角度—>出现Translate提示页面，选中Operation的Move，确认Number of Steps为1—>Ok。
离心风机制作及装配工艺 一、制作工艺： 1,进风口 1.1法兰：材料： 1.1.1下料及卷制； 按《轴流风机法兰制作工艺》中“法兰”的制作方式，可采用卷制，或整体割法兰的方式制作； 1.1.2划线、钻孔： 按图纸要求划线、钻孔； 1.1.3整形： 按平面度及圆度要求整形，校正合格； 1.2连接板：材料：Q235A 1.2.1具体方式同1.1 “法兰”， 1.2.2注意法兰孔不制作，装配时与机孔配作； 1.3进风管（锥形）：材料：H62（黄铜） 1.3.1下料： 按同心锥体的展开图，冷作下料扇形； 1.3.2卷板； 1.3.3焊接中缝； 1.3.4打磨，修正 1.4组焊，按图纸要求组对，焊接牢固，整形，打磨平整；
1.5喷砂、镀锌； 2,叶轮：材料：不锈钢（1Gr18Ni9Ti ） 具体按《离心风机叶轮制作工艺》。 2.1前、后盘，下料，车（可多片夹），模板配钻孔； 2.2叶片，下料，冲制成形； 3,轮毂：材料：Q235A 具体按《离心风机叶轮制作工艺》。 米用法兰和轮毂座粗加工后焊接，再精加工的方法： 3.1粗车-焊接-精加工（车）-拉键槽； 3.2划、钻、攻丝; 3.3表面镀锌； 4,（叶轮与轮毂装配-）离心叶轮： 4.1铆接，采用铆钉材料为不锈钢，注意叶片垂直度、排列间隙一致: 4.2轮毂与后盘紧固； 4.3试验：叶轮平衡校正，配重块用铆钉铆接。 具体实施按《通风机转子平衡》JB/T1909-1999。 5,机壳：材料：Q235A 可根据需要制作成不锈钢，表面可以不进行涂漆，但外露的不锈钢表面应进行抛光或钝化处理， 5.1前后侧板加工： 等离子气割下料成形，打磨； 5.2前后环加工；
0 引言 叶轮是涡轮式发动机、涡轮增压发动机等的核心部件。现在比较常见的就是汽车的涡轮增压器。整体叶轮的形状比较复杂，叶片的扭曲大，极易发生加工干涉，因此其加工的难点在于流道、叶片的粗、精加工。本文将利用UG NX、UG/Post Builder、VERICUT对五轴编程中的三大难点（刀路轨迹的编写、后置POST的编写、仿真验证）进行详细的说明。 1 加工工艺分析 考虑到整体叶轮实际的工作情况，一般整体叶轮的曲面部分精度高，工作中高速旋转，对动平衡的要求高等诸多要求，结合叶轮的形状、结构特点、材料安排工艺路线如下：1、铣出整体外形，钻、镗中心定位孔；2、精加工叶片顶端小面；3、粗加工流道面；4、精加工流道面；5、精加工叶片面；6、清角。作者主要研究了流道开粗、精加工和叶片精加工加工轨迹规划。对于整体叶轮为叶片分布均匀的回转体类零件，应选择它的底面圆心作为工件的原点，进而简化工件的找正和后处理过程。根据整体叶轮的几何模型特征，可以基本上确定例如加工所使用机床型号、刀具参数、夹具和装夹方式等。叶轮的加工使用DMG 75V 的机床，SIEMENS 840D的控制器。该机床配备有X、Y、Z三个线性轴，B、C两个回转轴构成了一台标准的TH（Table_Head）结构的五轴联动加工中心。刀具的使用方面，五轴联动加工中优先使用球头刀和圆角R刀加工，这样可以最大程度上减少由刀具引起的过切和干涉。对于流道较窄的叶轮，在加工窄流道处时，可以适当选择锥度球头铣刀，可以有效的提高刀具的刚性。 流道开粗加工过程去除主要加工余量，直接影响着精加工的效率和质量，提高开粗加工的效率和质量对整个叶轮的加工具有重要意义。叶轮流道部分的加工余量并不随着叶轮型线均匀分布，切削过程中切削深度不断变化，刀具受力变化较为剧烈，大大缩短了刀具寿命，降低了加工质量，这需要合理规划加工轨迹。流道开粗加工通常需分成若干层渐进开粗。顺着流道面的方向分割流道区域，可使粗加工的各层厚度比较均匀，加工过程稳定。另外除以上方法之外还有三轴开粗的方式，即3+2方式。具体的方法是先按某一方向以三轴的方式开粗，完成后工件转动一个角度继续完成未加工到的区域。两种方法各有优缺点，五轴开粗后余量均匀，但刀轨的编写比较困难；三轴开粗方法简单，程序编写容易，但开粗后余量不均匀，还需做半精加工，均匀化余量。 2 加工轨迹的编制 五轴切削有着比传统切削特殊的工艺要求，除了五轴切削机床和切削刀具，具有合适的CAM编程软件也是至关重要的。一个优秀的五轴加工CAM编程系统应具有很高的计算速度、较强的插补功能、全程自动过切检查及处理能力、自动刀柄与夹具干涉检查、进给率优化处理功能、刀具轨迹编辑优化功能、加工残余分析功能等。数控编程时应首先要注意加工方法的安全性和有效性；其次要尽一切可能保证刀具轨迹光滑平稳，这会直接影响加工质量和机床主轴等零件的寿命；最后要尽量使刀具载荷均匀，这会直接影响刀具的寿命。此整
UG建模过程 第一步: 接受定单,检讨制品(某种意义上说这是模具设计中最重要的一步,为了保证制品的正确,这是模具设计的前提) 这一阶段有些是必须的. 1. 和客户商讨联系,确认制品或制品图是最终的,最新的 2. 制品图上有公差的尺寸需要确认 3.收缩率确认(一般由客户决定) 第二步: 构想阶段 该阶段必须要确定模具的大致结构,不一定要十分详细 在这一阶段必须要做的是: 1. 确定制品部大致的结构 2. 确定模架的大小,结构 3. 收集信息(包括腔数,成型机型号,制品和流道取出方式.......... 4. 确定分型面,浇口位置,顶杆位置等 5. 将方案发客户确认 第三步: 详细三维设计(这阶段占设计的70%左右) 这是最主要的,最花精力的阶段. 一:首先要根据制品图画出制品的三维 这是模具设计正确的前提 二:制品部的3d设计
原则上是先分模-----确定cavity,core-----嵌件,pin----滑块----顶杆----其他部品 这一部分最花时间,占模具设计的50%左右 三:模架3d设计 一般是先确定出模架的大小,高度-----总体布局标准件的位置----具体到每块模板 第四步: 3d的检查,check 这部分是必要的,要做全部3d的干涉检查,然后修改.可以节省钳工很多时间,在设计中避免很多以后装配的问题 第五步: 二维出图(占20%) 所有非标准件,需要加工的零件都需要出图,以三维为前提,保证二维数据完全符合三维数据. 图纸不光是为了加工,主要是看配合部分的公差,以及加工好以后检查零件用. 第六步: 统计list 制作一些表格(包括标准件订购表,加工材料订购表等...) 第七部: 制作组立图 以3d数据为前提,制作组立图(为了装配用,以及给客户了解模具信息等) 第八步: 编程加工
离心叶轮加工工艺 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
离心叶轮加工工艺一、主要材料及加工工艺： 1，前盘： 材料：LY12，数量：1件， 1.1，切割成形，尺寸精度不到可车加工到位； 1.2, 钻孔：专用分度盘钻孔； 2，叶片： 材料：LY12,数量：根据要求制作n件， 2.1，剪板长料：一般长度为1000，宽度为：展开宽度＋3； 2.2落料： 落料模冲切成条形； 2.3成形： 成形模冲制成形； 2.4钻孔： 钻模钻孔； 3，后盘： 材料：LY12，数量：1件， 3.1，切割成形，内外圆车加工到位， 3.2，钻孔：专用分度盘钻孔； 4，轮毂： 组合件：轮毂本体、法兰焊接后加工： 4.1轮毂本体：材料Q235，
ФE＋5）×（L＋5）； ФE； 4.2法兰： δ（L2+10）×ФD×ФE； 4.3焊接：组对按图示L1定位法兰焊接点，先点焊，再满环焊； 4.4车加工： 4.5划线、钻孔、攻丝完成； 4.6刨键槽； 4.7外协镀锌； 二、装配： 2.1前盘、后盘及叶片铆接：用LY12铝铆钉铆接，铆钉铆接后头部应规整、光滑，不允许有裂纹、歪斜、未铆紧及明显的铆痕缺陷； 2.2铆接件与轮毂铆接； 三、试验： 具体按试验大纲进行 3.1静、动平衡试验； 3.2超速试验； 附：DN－20双进风叶轮加工工艺： 一、主要材料及加工工艺： 1，前盘： 材料：LY12，数量：2件， 1.1，切割成形，尺寸精度不到可车加工到位；
1.2, 钻孔：专用分度盘钻孔； 2，叶片： 材料：LY12,数量：根据要求制作n件， 2.1，剪板长料：一般长度为1000，宽度为：展开宽度＋3； 2.2落料： 落料模冲切成条形； 2.3成形： 成形模冲制成形； 2.4钻孔： 钻模钻孔； 3，后盘： 材料：LY12，数量：1件， 3.1，切割成形，内外圆车加工到位， 3.2，钻孔：专用分度盘钻孔； 3.3,冲孔：专用冲模冲叶片定位嵌孔； 4，轮毂： 组合件：轮毂本体、法兰焊接后加工： 4.1轮毂本体：材料Q235， ФE＋5）×（L＋5）； ФE； 4.2法兰： δ（L2+10）×ФD×ФE；
整体叶轮的五轴数控编程与加工 2009-04-13 15:13:17 作者：张家口煤矿机械制造高级技工学校任涛来源：《CAD/CAM与制造业信息化》 杂志 分享到: 更多... 叶轮又称工作轮，离心式压缩机中唯一对气流作功的元件，转子上的最主要部件。一般由轮盘、轮盖和叶片等零件组成。气体在叶轮叶片的作用下，随叶片作高速旋转，气体受旋转离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使它通过叶轮的压力得到提高。 对叶轮的基本要求是： 1.能给出较大的能量源。 2.气体流过叶轮的损失要小，即气体流经过叶轮的效率要高。 3.气体流出叶轮时各参数合宜，使气体流过后面固定元件时的流动损失较小。 4.叶轮型式能使整机性能曲线的稳定工况区及高效区范围较宽。 常分为闭式、半开式和开式叶轮。 叶轮的建模可分为轮毂曲面(Hub)以及叶片曲面(Blade)两部分,叶片又包含包覆曲面(Shr oud Surface)、压力曲面(Pressure Surface)和吸力曲面(Suction Surface)，如图1所示。叶轮轮毂面及叶轮盖分别由叶片中性面根部曲线和叶片中性面顶部曲线绕Z轴旋转而成。经过旋转轴Z的设计基准面为子午面。中性面是处于叶片压力面和吸力面中间位置的曲面。对于轮毂曲面和包覆曲面，可分别由叶片根部曲线和叶片顶部曲线绕Z轴回转而成，故在整体叶轮的建模过程之中，把叶片的建模放在轮毂曲面和包覆曲面建模之后。 叶轮类零件构成的一般形式是若干组叶片均匀分布在轮毂的曲面上。一组叶片中可能只有一个叶片，也可能有若干个叶片。前一种情况的叶片分布称为等长叶片，后一种的叶片形式主要指含有小叶片，一般称为交错叶片。
整体叶轮加工实验说明书 一、实验目的及要求 通过对整体叶轮零件图样分析，掌握叶轮加工用工装的设计特点及定位和夹紧方法；掌握叶轮加工工序的安排以及每道工步所需刀具的种类、规格等；现场利用典型车床和五轴联动加工中心（转台+摆头）进行整体叶轮的加工实验，有助于加深了解并掌握整体叶轮的加工工艺特点。 二、实验注意事项 1.实验前要认真复习教材中有关章节所讲内容，认真阅读实验指导书，确 保叶轮加工工序安排的正确性，以避免不必要的损失等； 2.实验时严格执行实验室的规章制度，严格按操作规程操作，注意现场操 作安全； 3.爱护实验仪器与设备，压紧用螺栓应避免用力过度加力； 4.实验过程中严禁戏耍打闹，确保实验安全顺利完成。 三、整体叶轮加工工艺 整体叶轮结构尺寸示意图如下图所示。 图1 整体叶轮
整体叶轮的加工工序安排如下： 1.下料 根据零件尺寸，确定毛坯尺寸、类型、余量等。如本实验叶轮加工用的圆柱型材等； 2.车削加工中心：车定位基准面、钻削中心孔、零件外轮廓 图2是叶轮在完成车削加工这道工序之后的剖视图。一般情况下在车削加工中心上就可完成该道工序，为展示工序列划分，特将此道工序一分为二，分别如下： 车削定位基准（普车）：先在车床上车削毛坯的B端面以及B端的外径，车削外径又分为粗车和精车两个工步（可加工倒角），再以此为定位基准，进一步加工叶轮中心孔（可用直径大的钻头手工去毛刺）。 叶轮中心孔一般先采用小直径钻头钻削加工，再采用大直径钻头钻削加工，最终完成中心孔的加工。 车削叶轮外轮廓（数车）：在车削过程中由右向左逐层车削，完成粗加工，再通过联动完成车削精加工； 图2钻中心孔/车叶轮外轮廓 3.加工中心：打B端面两处定位销孔 图3是在加工中心上完成B端面两处定位销孔加工工序后的叶轮剖
多叶片复杂曲面零件的设计与五轴模拟加工 1.1 加工任务 整体叶轮的零件视图如图1所示 图1 叶轮零件 针对本零件，本例中将进行叶轮底部圆弧面的加工。此工件的毛坯为圆棒料，材料牌号为钛合金TC4.采用专用的夹具将其底面固定安装在机床C轴上。本例中我们将完成叶轮圆弧底面的精加工。 1.2 加工工艺方案 通常情况下，在大部分制造场合，单片叶轮的叶片多采用锻造方式做成毛坯，整体式叶轮类零件的毛坯多采用铸造的方式形成，然后采用3～5轴数控机床进行半精加工或精加工，特殊情况下可能还采用人工抛光的方法，形成最后的精加工。本例中，我们就介绍整体式叶轮在5轴数控机床上的精加工工作。 （1）刀具选择：R4的球头棒铣刀（或选用锥度球头铣刀） （2）加工坐标原点的设置：工件零点取在叶轮圆弧底面大圆140的圆心点上。 （3）加工设备：五轴联动数控机床。 1.3 编程操作(设置零件加工程序) 在UG NX4软件系统中对此零件进行编程的操作步骤如下： 1.建立刀具路径文件夹 （1）单击菜单栏中的“文件”→“打开”命令，从UG NX4文件浏览器窗口选择“train11.prt”文件并单击“确定”按钮将其打开，如图2所示。
图2 在UG NX4 中进入造型文件的NX加工界面 （2）选择加工环境 1)单击（起始）图标，单击“加工”命令，弹出“加工环境”对话框。如图3所示。 2）在“CAM进程配置”列表框中选择“mill→multi→axis”，结果如图4所示。 图3“加工环境”对话框图4选择多轴铣加工配制 3）在“CAM设置”列表框中选择“mill→multi→axis”，单击“初始化”按钮，进入加工过程的创建界面，弹出如图5所示的“加工创建”工具栏。 2. 创建加工方法 （1）单击“加工创建”工具栏中的（创建方法）工具，弹出“创建方法”对话框，如图11→6所示。 图5“加工创建”工具栏图 6“创建方法”对话框 （2）在“类型”下拉列表框中选择“mill→multi→axis” （3）在“父级组”下拉列表框中选择“MILL→FINISH”。 （4）单击“确定”按钮，弹出“MILL→METHOD(铣削方法)”对话框，如图7所示 （5）单击“确定”按钮，系统又回到图5所示的“加工创建”工具栏。 3. 创建几何体 （1）单击“加工创建”工具栏中的（创建几何体）工具，弹出“创建集合体”对话框，如图8所示。
分类号UDC 单位代码 10644 密级公开学号 2011050308 本科毕业设计 基于UG鼠标建模及模拟加工 学生姓名：xxxxx 二级学院：物理与机电工程学院 专业：机械工程及自动化 班级：201x级x班 学号：201xxxxxxx 指导教师：xxxxxxxx 完成时间：年月日 中国 达州 年月
目录 摘要 (2) Abstract (3) 1.绪论 (4) 1.1 UG的功能特点 (4) 1.2 UG运用现状 (4) 1.3 鼠标的发展及前景 (4) 2.基于UG的鼠标建模 (5) 2.1建模过程 (5) 3.基于UG的鼠标加工 (22) 3.1 鼠标的加工工艺分析 (22) 3.2 创建数控编程的准备操作 (22) 3.3 创建数控编程的加工操作 (26) 3.4 实体模拟仿真加工 (30) 3.5 进行后处理 (32) 4.总结 (36) 参考文献 (37) 致谢 (38)
基于UG软件的鼠标建模及模拟加工 机械工程及自动化 2011级4班：xxx 指导教师：xxx 摘要：现随着塑料工业在我国迅速发展，为了提高产品的精度，降低产品的报废率，提高生产效率，运用软件建模也越来越起到了不可忽视的作用。目前在我国的国情之下，基于UG的建模在不少公司中应用的越来越广泛。自从UG推出以来，在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其他高科技应用领域的机械设计和模具设计、加工等领域得到了广泛的应用。本文就是基于UG对鼠标进行了建模和分析，主要工作包括以下几个方面： (1) 本文根据实际生产情况和研究的需求，通过人体工学，不影响人们在使用鼠标时的舒适度的情况下，选择合适的尺寸。然后使用UG软件对进行鼠标建模。 (2) 通过UG软件对鼠标进行三维建好模后，进入加工环境。制定毛坯、创建程序、创建工序、创建刀具、创建几何体，修改好参数，然后对鼠标加工进行仿真，运用“后处理”将NC加工程序导出。 关键词：UG；鼠标；建模
离心风机制作及装配工艺一、制作工艺： 1，进风口 法兰：材料： 按《轴流风机法兰制作工艺》中“法兰”的制作方式，可采用卷制，或整体割法兰的方式制作； 按图纸要求划线、钻孔； 按平面度及圆度要求整形，校正合格； 连接板：材料：Q235A； “法兰”， 进风管（锥形）：材料：H62（黄铜） 按同心锥体的展开图，冷作下料扇形； 组焊，按图纸要求组对，焊接牢固，整形，打磨平整； 喷砂、镀锌； 2，叶轮：材料：不锈钢（1Gr18Ni9Ti）； 具体按《离心风机叶轮制作工艺》。 前、后盘，下料，车（可多片夹），模板配钻孔； 叶片，下料，冲制成形； 3，轮毂：材料：Q235A 具体按《离心风机叶轮制作工艺》。
采用法兰和轮毂座粗加工后焊接，再精加工的方法： 粗车→焊接→精加工（车）→拉键槽； 划、钻、攻丝； 表面镀锌； 4，（叶轮与轮毂装配→）离心叶轮： 铆接，采用铆钉材料为不锈钢，注意叶片垂直度、排列间隙一致； 轮毂与后盘紧固； 试验：叶轮平衡校正，配重块用铆钉铆接。 具体实施按《通风机转子平衡》JB/T1909-1999。 5，机壳：材料：Q235A。 可根据需要制作成不锈钢，表面可以不进行涂漆，但外露的不锈钢表面应进行抛光或钝化处理， 前后侧板加工： 等离子气割下料成形，打磨； 前后环加工; 内、外径放加工余量下料，车至图纸尺寸；（可多件叠车） 蜗板： 按图纸尺寸展开，剪切下料，放20mm的余量，卷制蜗舌、蜗板； 法兰： 按上下、左右对称下料，组对焊接成方法兰，焊缝磨平；钻孔完成；焊接： 二、装配工艺：
1，装配前的准备： 各主要部件：机壳、进风口、离心叶轮、电机、产品标牌、转向标志；装配附件：螺栓、螺母、弹簧垫圈、纸垫、挡圈等； 装配工具； 2，装配： 装电机： 按电机螺栓孔尺寸，机壳上配打通孔，通孔大小=螺栓D+2； 从机壳内侧穿螺栓，纸垫校正，通过电机孔后，弹簧垫圈及螺母固定：装离心叶轮： 装配前必须清理干净叶轮内、外表面。 装配叶轮后，确认叶轮与电机轴的配合度良好； 装进风口： 3试验： 按照试验要求作各项试验。 4表面修正： 外观及表面油漆符合出厂要求。 5钉产品标牌及转向标志。
整体叶轮的加工工艺 摘要：根据叶轮加工专业软件中NC 程序模块分类思路以及通用叶轮数控工艺的需求分析，在对某型叶轮进行五轴加工工艺编排过程中对此方法进行了工程试用，最后通过VIRICUT 加工仿真平台验证了叶轮工艺及特征分类方法的可行性和正确性。 关键词：叶轮；加工特征；加工模块 1 引言 随着航空发动机推重比的日益提高，在风扇与压气机中整体叶轮的结构得到越来越多的应用，其省去了连接用的榫头、榫槽，使零件数大为减少。然而却带来单件结构复杂、刚性差、材料加工难度大、加工质量要求高，加工量大等一系列加工难点。而且整体叶轮上的叶片往往由复杂的自由曲面经过三维扭曲组成，几何精度要求很高，因此对加工程序的编制提出了更高的要求。如何快速地缩短我国叶轮加工工艺技术与发达国家的距离，研发我国自主版权的叶轮加工专业模块及软件，成为我国叶轮加工工艺技术研究中亟待解决的问题。 2 整体叶轮分类与CAD/CAM 系统结构 目前航空发动机技术中所采用的整体叶轮按结构形式分为开式与闭式两种构型，开式叶轮按照气流的运行方式又可分为轴流式叶轮与离心式叶轮。对于压气机转子和风扇等具有复杂曲面叶片叶轮的制造通常采用五轴数控铣削加工的方式实现其精度要求，较为成熟的工艺主要有：精锻毛坯+精密数控铣削加工；焊接毛坯+精密数控铣削加工。采用通用加工软件对整体叶轮进行精密数控铣削加工的CAD/CAM 系统，如图2 所示。 图2整体叶轮的通用CAD/CAM 系统 在通用加工软件中，首先根据叶轮图纸及型值点数据建立整体叶轮模型，之后对已有模型中的轮毂、流道、叶片等区域分别进行工艺编制和程序编写，并通过加工仿真验证程序的可行性，最后通过机床相应后置处理得到可以用于加工的NC 代码。 3 加工特征分类的整体叶轮加工工艺 3.1 加工刀具的选择 为了提高加工效率及保证刀具刚性，在叶轮的加工过程中应尽可能使用直径大的刀具。通过UG 软件的距离分析功能可得被加工叶轮的叶片间距Lmin为8.2mm，为了保证半精加工余量δmax并为刀轴摆动角度预留空间，可以通过（1）式预估刀具直径，各参数定义，如图3所示。
离心泵组装工艺、故障及维修 目录 1.离心泵组装工艺 2.离心泵组装实习指导 3.泵常见故障，原因及解决措施 4.泵常用轴承简介 5.轴承游隙 6.轴的对心，对轴的影响
离心泵组装工艺一、装配工艺守则
二、装配 1.清洗：零部件必须经检验合格，材料代号符合图纸要求，表面清洗干净，配合面涂机油。轴承箱内清洗干净涂耐油磁漆，自然干燥24小时，经检查合格后方可进入装配。 2.轴承与轴的装配：（见CZ.ZA 剖面图）。 轴承在加热炉内加热到90℃-110℃装在轴上冷却。 先装好轴承箱左面的轴承压盖，然后将轴承和轴的组件装入轴承箱内，靠到左面轴承压盖上，测量驱动端轴承压盖与轴承外环端面的尺寸，CZ 泵在0.30-0.70mm，ZA 泵在0-0.42mm 间隙。如ZA泵轴承为配对使用，安装使用缩紧螺母将轴承锁紧到两轴承外环能相对轻微转动即可获得较理想的游隙。 3.口环与叶轮、泵体的装配 口环与叶轮、泵体装配时，要注意使口环四周均匀地装到叶轮或泵体中，以尽可能减少口环的形状误差。在装上紧定螺钉或焊接好后，测量叶轮、口环的径向跳动及两者的间隙，所测值应符合泵组装通用技术条件的规定，对超差的部件进行修整。 4.密封安装 4.1集装式机械密封安装 集装式机械密封安装时，先用双头螺柱、螺母将密封安装到泵盖上，待泵轴穿入密封轴套中，轴承箱体与泵体联结好后，将密封上的止动垫片移离轴套。 安装时为减少O 形圈的磨损，O型圈所经过的部位可以涂有润滑，
但乙丙胶圈应用肥皂液或水润滑。 4.2填料密封安装 填料密封安装前，应根据轴套外径的确定每一圈的长度，稍压扁后，缠到轴套上，推入填料函中，若有水封环则按照要求一并装入。填料装完后，用填料压盖均匀的压紧。 5.装叶轮 对单级泵，叶轮应做静平衡试验，并达到技术条件的要求。将叶轮装在轴上用螺母拧紧后，把整个转子装入泵体内，用螺母拧紧。 对多级泵，叶轮除做静平衡试验外，还要进行转子部件的试装，将各叶轮与轴装在一起，做好标记，做动平衡实验，实验结果应达到技术条件的要求。 安装时将平衡鼓、轴套和所有叶轮向右推，至首级叶轮、轴套分别靠到轴肩上，测量轴套与平衡鼓间隙，使其≥0.5，若间隙太小，修整平衡鼓，使间隙达到要求。然后将带有首级叶轮的轴装入入口壳体上，逐级把叶轮和带有导叶的中段壳体装到轴上直到出口段，用螺杆固定泵部件，装上平衡装置，密封及轴承部件，确定转子正确的中间位置，调整好圆锥轴承的轴向间隙0.04-0.06mm. 6.卧式多级泵轴承箱体的调整 多级泵非止口定位的轴承箱体在安装时要进行对中调整。旋转调整螺栓使轴承箱体做垂直和水平运动，分别测出轴承箱体在两个方向上的极限位置，取其平均值，最后用锁紧螺母锁紧。打定位销，然后再装密封、轴承。转子轴向调中，等。
离心叶轮加工工艺一、主要材料及加工工艺： 1，前盘： 材料：LY12，数量：1件， 1.1，切割成形，尺寸精度不到可车加工到位； 1.2, 钻孔：专用分度盘钻孔；
2，叶片： 材料：LY12,数量：根据要求制作n件， 2.1，剪板长料：一般长度为1000，宽度为：展开宽度＋3； 2.2落料： 落料模冲切成条形； 2.3成形： 成形模冲制成形； 2.4钻孔： 钻模钻孔； 3，后盘： 材料：LY12，数量：1件， 3.1，切割成形，内外圆车加工到位， 3.2，钻孔：专用分度盘钻孔；
4，轮毂： 组合件：轮毂本体、法兰焊接后加工： 4.1轮毂本体：材料Q235， 4.1.1下料：棒料：（ФE＋5）×（L＋5）； 4.1.2粗车：光出端面基准及外圆ФE；4.2法兰：
4.2.1下料：气割板料按δ（L2+10）×ФD×ФE； 4.2.2车加工：法兰内圆车倒角C4-C5； 4.3焊接：组对按图示L1定位法兰焊接点，先点焊，再满环焊；4.4车加工： 4.4.1以一端端面为基准，夹本体外圆，车内圆，另一端端面，R,一端法兰平面； 4.4.2反身，车另一法兰平面，R,端面； 4.5划线、钻孔、攻丝完成； 4.6刨键槽； 4.7外协镀锌； 二、装配： 2.1前盘、后盘及叶片铆接：用LY12铝铆钉铆接，铆钉铆接后头部应规整、光滑，不允许有裂纹、歪斜、未铆紧及明显的铆痕缺陷； 2.2铆接件与轮毂铆接； 三、试验： 具体按试验大纲进行 3.1静、动平衡试验； 3.2超速试验；
附：DN－20双进风叶轮加工工艺：一、主要材料及加工工艺： 1，前盘： 材料：LY12，数量：2件， 1.1，切割成形，尺寸精度不到可车加工到位； 1.2, 钻孔：专用分度盘钻孔；
UG铣削加工—创建工序 一、图纸要求 二、根据图纸要求，我们完成了三维实体建模,下一我进入加工模式,创建零件的加工工序,生成数控加工程序。 操作步骤如下： 1.使用鼠标，双击电脑桌面上的UG图标，打开UG软件，单击打开图标，打开我们所创建好的三维实体模型，如下图所示：
2.单击开始图标，界面将会弹出下拉菜单，我们在下拉菜单中选择加工模块，系统会弹出一个窗口，让我们选择加工方法，我们可以选择平面铣削，本次讲解，我们只讲解零件的粗加工，如下图所示： 3.单击确定，进入加工模式，我们开始该零件的铣削加工，我们第一步先加工零件上表面的外轮廓，第二步利用型腔铣削加工完成零件上表面十字凹槽的加工。首先，我们进行第一步，使用平面铣削加工零件外轮廓，单击创建程序，创建一个以日期或者零件名命名的文件夹，让后单击创建刀具，本次加工我们共需要两把刀具，我们一并创建。刀具直径分别是12mm，16mm。请同学们务必注意。 接下来就是选择几何视图，鼠标双击，坐标系MCS_MILL,将原始坐标系上移，移动35mm。接下来，鼠标双击WORKPIECE,指定部件，这样就完成了创建工序的准备工作，效果如下图：
4.接下来，就是创建工序，这一步我们详细讲解，鼠标单击创建工序图标，弹出创建工序对话框，我们刀具选择直径16mm的铣刀，工序子类型选择使用边界面铣削加工方法选择MILL_ROUGH,几何体选择WORKPIECE，单击确定，进入边界面铣削加工的参数设置，我们单击选择边界面，使用鼠标选择要铣削的边界底面，完成边界面的选择。其它参数的设定如下图所示，大家也可在文章下方留言咨询。单击确定就完成了该零件外轮廓的铣削加工的参数设置。