第37卷?第3期?2015-03(下)?
【29】
基于Mastercam 的整体叶轮加工技术研究
Research on machining method for integral impeller based on mastercam
惠相君，马宇峰
HUI Xiang-jun, MA Yu-feng
（浙江工业职业技术学院，绍兴 312000）
摘 要：文章主要对整体叶轮的五轴加工关键技术进行研究，具体包括叶轮零件的结构工艺分析、工艺
参数确定、零件的CAD模型创建以及数控程序生成等内容，最后利用五轴加工中心完成零件的加工。该加工方法能很好的兼顾零件的加工质量和效率，具有一定的工程应用价值。
关键词：五轴；整体叶轮；数控；Mastercam 中图分类号：TG54 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2015)03(下)-0029-04Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2015.03(下).09
收稿日期：2014-11-25
基金项目：浙江省绍兴市科技计划项目（2014B70025）
作者简介：惠相君（1981 -），男，浙江诸暨人，讲师，硕士，研究方向为数控技术和机电控制。
0 引言
整体叶轮作为动力机械的核心部件，在航空航天、能源动力等领域应用日益广泛[1]。叶轮加工质量的好坏直接影响到叶轮的空气动力性能和整个动力装置的机械效率[2]。而叶轮由于其特殊的形状结构，使得叶轮的加工成为机械机加工领域的一个难点，因此对叶轮加工的关键技术进行研究具有重要的意义。本文利用单位现有的五轴加工中心，借助于Mastercam X7软件对整体式叶轮的五轴数控加工关键技术进行研究。
1
叶轮零件图分析
(a) (b)
(c)
图1 叶轮
图1所示叶轮的四条曲线上部分点的坐标如表1所示。
从图中可以看出该叶轮加工的难点主要体现在以下三点：1）整个叶轮包括了6个叶片，叶片相邻的空间狭小，加工时刀具容易和被加工的叶片以及相邻的的叶片发生干涉；2）叶片为薄壁结构，且为非可展扭曲直纹面，形状相对比较复杂；3）抛物面和φ96的圆柱上表面的连接不是简单的圆弧连接，有一“下凹”部分，与X 方向有6°夹角，也需要利用五轴联动加工来完成。由于零件的加工要涉及到五轴加工，因此需要借助CAD/CAM 软件来生成数控程序，本文采用Mastercam X7软件来完成。在叶轮的加工设备上选用单位自有的配有Heidenhain_TNC530数控系统的五轴加工中心，该机床
能实现X 、Y 、Z 、A 、C 五轴联动，具体的工作行程参数为：X 轴730mm 纵向、Y 轴560mm 横向；Z 轴560mm 垂向，A 轴（工作台摆动）-110°～120°，C 轴（工作台旋转）360°。从这些参数可以看出该机床能胜任整体叶轮加工的任务。
表1 曲线上点的坐标
PX PY PX PY 曲线1
23.9363
62.2290曲线2
24.076661.975819.894460.557614.138956.68396.135054.95030.198150.7617-11.933647.3747-15.770544.1460-32.560137.1225-32.552537.0079曲线3
-23.9792
23.5706曲线412.940353.8367-15.948832.580611.085050.6005-1.843543.9314 6.878046.39075.308749.0738-6.380436.161312.0385
54.6460
-15.0477
29.8088
2 叶轮的CAD 造型
利用CAD/CAM 软件来生成数控程序的首要任务就