叶轮数控加工毕业论文

叶轮轴零件造型及数控加工工艺设计毕业论文目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 课题在当今国外的现状 (2)1.2.1 多轴数控加工技术的现状 (3)1.2.2 多轴数控加工的类型 (5)1.3课题研究的容和目的 (6)2 零件图的工艺设计分析 (9)2.1 叶轮轴加工图样分析 (9)2.2 零件图的工艺分析 (10)2.2.1读图与审图 (10)2.2.2零件图尺寸的标注 (11)2.2.3表面质量与精度的分析 (11)2.3 毛坯的选择 (12)3 加工准备及工艺文件的编制 (12)3.1 定位基准的选择 (12)3.1.1 粗基准的选择 (13)3.1.2 精基准选择 (13)3.2 装夹方案的确定 (14)3.3机床及工艺装备的选择 (16)3.3.1 机床的选择 (16)3.3.2 夹具的选择 (17)3.4 确定工艺路线 (18)3.4.1 工序的划分 (18)3.4.2 工步的划分 (19)3.4.3 加工阶段的划分 (20)3.4.4 加工顺序的安排 (21)3.5 进给路线的确定 (24)3.6 刀具材料的选择 (25)3.7 切削用量的选择 (27)3.7.1 切削深度ap的确定 (27)3.7.2 主轴转速的确定 (29)3.8 走刀路线的选择 (33)3.8.1 轴外轮廓部分走刀路线 (34)3.8.2 轴轮廓部分走刀路线 (34)3.8.3 叶片部分走刀路线 (34)3.9 冷却的选择 (35)3.10 加工工艺文件制定 (36)4 叶轮轴造型及叶片的自动编程 (43)4.1 叶轮轴造型 (43)4.1 叶轮轴轴套外观造型 (43)4.1.2 叶片部分造型 (45)4.1.3 叶轮轴的部造型 (47)4.2 叶片编程 (50)4.2.1 设备选择 (51)4.2.2 工件装夹定位 (51)4.2.3 刀具选择 (51)4.2.4 叶片加工方案 (51)4.2.5 自动编程 (52)5 程序编写 (54)6 结论 (60)参考文献 (61)致谢......................................................... 错误!未定义书签。

C ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2012 06118案例ASES整体叶轮数控加工的工艺分析文／王　睿（1）执行如下命令：$ cd c:$ grep -v＇^[1-9][0-9]*[^[:print:]]\{2\}[1-9][0-9]*[^[:print:]]\{2\}[1-9]＇contents.txt > step1.txt 若“^”是方括号中的第一个字符，则不再表示匹配文本行的开头，而是对其后面的模式取相反结果。

[:print:]表示可打印字符。

因此[^[:print:]]\{2\}表示匹配两个不可打印字符。

注意单引号括住的部分没有空格。

打开step1.txt，可以看到，序号形如“1 1 1”和“1. 1. 1”的三级标题都被删掉了。

（2） 执行如下命令：$ grep -v ＇^[1-9][0-9]*\.[1-9][0-9]*\.[1-9][0-9]*＇step1.txt > step2.txt此处，用“\.”匹配英文句号，因为单个“.”可以匹配任意字符，而前面加上反斜线（称为转义符）后，就只能匹配英文句号。

打开step2.txt，可以看到，序号形如“1.1.1”的三级标题也都被删掉了，任务完成。

二、查找稿件中的不规范术语grep还可以从一个文件中获取欲匹配的模式，并且一次搜索多个文件。

命令如下：$ grep –f 含匹配模式的文件原始文件例如，某位作者为其编写的C++图书提供了随书源文件。

部分文件的代码注释中使用了不规范的术语，如，把“面向对象”写成了“物件导向”，把“内存”写成了“记忆体”。

现在要确定哪些文件含有不规范术语。

如果逐一查找，比较费时。

此时可以把不规范的术语写在一个名为jargons.txt的文件中，每行一个。

将文件放在源文件所在目录，假设是C:\source。

然后执行如下命令：$ cd c:$ cd source$ grep –f jargons.txt *.cpp屏幕上就会输出所有含有不规范术语的源文件名。

模具用叶轮的加工工艺分析摘要：文章对模具用叶轮进行了五轴数控加工工艺分析，并从加工工艺方面为该叶轮的加工设置了加工工艺路线，然后从实际加工和使用HYPERMILL 软件对叶轮的叶片及流道面的加工过程中所遇到的实际问题进行分析。

详细介绍了加工工艺路线中半精加工部分存在的问题和该部分问题的重要性。

为叶轮加工工艺路线的实用性提供了实际加工依据。

关键词：叶轮；HYPERMILL；工艺分析目前整体叶轮加工一般多使用电火花加工、铸造加工、电解加工及数控机床铣削等加工方法，铸造加工出整体叶轮的成本较低，更适合少品种大批量的生产。

本文中所用于加工的叶轮是为生产叶轮的模具而制造的叶轮母轮。

该母轮被加工完成后，用于加工出硅胶模叶轮，进而再制造出生产产品叶轮的石膏注塑模具，最后使用模具生产出产品叶轮。

1 整体叶轮结构的工艺分析在本所用实例中，需要对整体叶轮的流道部分、叶片表面和过渡圆角位置主要曲面进行加工，如图1所示。

并且，在叶片之间的流道部分有大量的多余材料需要去除。

为了使叶轮满足气动性的要求，叶片常采用大扭角、根部变圆角的结构，这给叶轮的加工提出了更高的要求。

根据本例具体情况下面介绍其加工难点。

①要加工的流道变窄，叶片相对较薄且较长，刚度不高，属于薄壁类零件，加工过程中容易发生变形。

②流道最窄处叶片深度尺寸超过刀具直径的8倍以上，而相邻叶片切削空间极小，在加工过渡圆弧时刀具直径较小，容易使刀具折断，切削深度的设置也是加工中的关键技术。

③本文中整体叶轮叶片曲面为自由曲面，流道较窄，叶片扭曲严重，并且有后仰趋势，加工时易产生刀具干涉，加工难度大。

此叶轮由于有分流叶片，为了避免刀具干涉，要分段对曲面加工，因此，保证加工表面精度一致性也是难点。

2 叶轮的加工阶段划分的工艺分析2.1 对毛坯进行基准面的车削加工由于用于整体叶轮加工的材料多为圆柱棒料，由棒料加工到叶轮外形毛坯会有大量余量需要切除。

而粗加工是为了是最快速的切除整体叶轮各个表面的大量多余的材料，加工出叶轮的过渡毛坯和叶轮基本形状。

科学技术创新2021.06叶轮轴数控加工技术及叶片加工误差分析闪双凤张丙臣(鹤壁市机电信息工程学校,河南鹤壁453000)数控技术的成熟应用,使得机械零件的精细化加工成为了可能。

它以PLC 作为控制中心,使用M N C 系统完成对刀具的控制,更加快速、更加精准的完成特定工件的加工。

叶轮轴上的叶片,既有弧面也有平面,因此加工难度较大。

使用数控技术进行加工有助于改善成品叶片的精度,对降低制造成本、保证使用效果有积极帮助。

1叶轮轴加工工艺问题及方法改进1.1叶轮轴原加工工艺问题分析某叶轮轴生产车间在技术改良前的加工刀具和加工参数见表1。

表1叶轮轴加工刀具和参数从加工效果来看,原工艺流程存在以下问题:第一,使用普通车床虽然降低了成本,但是因为加工效率低,且精度差,导致残次品率高;第二,内螺纹的底孔未经过精镗处理,孔径误差较大。

孔径偏小会导致外接轴无法正常连接,孔径偏大又会导致外接轴松动,转动时会产生明显的晃动。

第三,在铣削处理中,粗铣与精铣采用相同类型的铣刀。

精铣时可能会出现精度达不到要求的情况,而粗铣又会导致刀具过快磨损,增加刀具更换频率。

1.2方法改进鉴于原工艺存在诸多缺陷,需要对该叶轮轴生产工艺进行改良。

一种思路是采用数控技术,将车床与铣床联用,相互配合完成对叶轮轴工件的加工。

这样既提高了加工效率,同时也能够保证精度,有利于实现高质量、批量化的工件制造。

经过改良后的加工工艺,可以根据零件制造要求的不同,分别提供粗加工、半精加工和精加工三种模式,提高了机床的利用效率。

2叶轮轴数控加工技术2.1三维模型的建立利用U G 10.0软件进行建模。

启动软件之后,选择工具栏中的“插入”选项,在子选项中点击“创建草图”,可以得到一个新的绘制界面。

利用软件提供的线段、模组等完成叶轮轴叶片平面图的初步绘制。

在草图上添加参数进行标记,包括叶轮轴的直径、叶片的弧度等。

保存草图之后,利用软件提供的“拉伸”功能,在一侧的选项框中,输入相关的参数,包括高度、距离等,所有参数填写完毕后,点击“确定”将平面图拉伸成立体模型。

摘要此设计为叶轮的制造工艺与加工程序设计，直接的目的是介绍说明叶轮制造的细节，运用UG解决制造业界中对叶轮加工程序编制的难题，同时介绍叶轮制造的思路方法。

间接的目的是使数控加工更为人所知，并让更多人了解数控加工的优点，加工的范围。

关键词：加工； UG；工艺；叶轮ABSTRACTThis design for the manufacturing process of the impeller design and processing procedures, the immediate purpose is to introduce the details of the impeller manufacturing, the use of UG solve the problem in the manufacturing industry in the preparation of impeller machining program. At the same time introduced the idea of impeller manufacturing method. Indirect purpose is to make the CNC machining better known, and let more people know the advantages of CNC machining, processing range.Keywords：machining；UG；processes；impeller第1章绪论1.1课题的选择整体式叶轮作为动力机械的关键部件，广泛应用于航天航空等领域，其加工技术一直是制造业中的一个重要课题。

从整体式叶轮的几何结构和工艺过程可以看出：加工整体式叶轮时加工轨迹规划的约束条件比较多，相邻的叶片之间空间较小，加工时极易产生碰撞干涉，自动生成无干涉加工轨迹比较困难。

基于UG叶轮多轴数控加工工艺设计摘要：论述了应用多轴联动数控机床加工叶轮的工艺设计。

首先，其造型复杂，叶面呈空间曲面，选择叶轮UG叶轮加工模块进行加工，根据刀路轨迹、刀具及设备制定出数控加工工艺；其次，计算刀具进给速度并校核、修正，根据UG软件前置处理刀轨文件，设定相应的机床参数，并用相应的多轴联动加工中心加工出叶轮。

本文主要论述了该零件在加工过程中合理的工艺安排，具体道路和刀具灵活的运用策略，不但保证了零件生产的质量，而且使生产效率得以提高。

关键词：模块；刀路；数控加工整体叶轮是航空发动机核心部件，也是典型的五轴加工零件。

其结构复杂、加工通道狭窄，叶片扭曲严重，加工时容易发生撞刀、干涉等问题。

因此，在实际加工前进行仿真，是十分必要的一个步骤。

利用UG软件，搭建虚拟制造仿真平台，能够实时、准确的模拟出加工程序，验证最终的NC代码，检查机床超程、干涉、碰撞等现象，并对最终结果进行过切、欠切等检查。

UG的应用，缩短了程序调试的时间，减少了资源的浪费，提高了加工效率。

叶轮的基本几何特征1 整体叶轮数控加工工艺流程规划根据叶轮的几何结构特征和使用要求（如图1），其基本加工工艺流程为：1）在锻压铝材上车削加工回转体的基本形状；2）开粗加工流道部分；3）半精加工流道部分；4）叶片精加工；5）对倒圆部分进行清根。

1.1 刀具的选择为提高加工效率，在进行流道开粗和流道半精加工过程中尽可能选用大直径球头铣刀，但是也要注意使刀具直径2R1min小于两叶片间最小距离L1min，L1min 的大小可以根据UG NX 3.0软件的分析（Analysis）功能测得。

R1min在叶片精加工过程中，应在保证不过切的前提下尽可能选择大直径球头刀，即保证刀具半径R2min大于流道和叶片相接部分的最大倒圆半径rmax。

R2min>rmax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R3min小于流道和叶片相接部分的最小倒圆半径rmin。

1 绪论1.1课题的确定整体式叶轮作为动力机械的关键部件，广泛应用于航天航空等领域，其加工技术一直是制造业中的一个重要课题。

从整体式叶轮的几何结构和工艺过程可以看出：加工整体式叶轮时加工轨迹规划的约束条件比较多，相邻的叶片之间空间较小，加工时极易产生碰撞干涉，自动生成无干涉加工轨迹比较困难。

因此在加工叶轮的过程中不仅要保证叶片表面的加工轨迹能够满足几何准确性的要求，而且由于叶片的厚度有所限制，所以还要在实际加工中注意轨迹规划以保持加工的质量。

目前，我国大多数生产叶轮的厂家多采用国外大型CAD/CAM软件，如UG NX、CATIA、MasterCAM等随着航空航天技术的发展，为了满足发动机高速、高推重的要求，在新型中小发动机的设计中大量采用整体结构叶轮。

选择数控加工仿真技术，适合加工种类多、需求少、难加工的整体叶轮，减少整体叶轮加工的成本。

本课题主要研究的是航空发动机上整体叶轮的数控加工工艺、造型、数控加工仿真及数控编程。

而且且本文选用目前流行且功能强大的UG NX4.0对复杂曲面整体叶轮进行加工轨迹规划。

下图是叶轮零件图1-1，1-2，1-3.前视图1-1俯视图1-2叶片之间的角度以上各图在后面会详细的分析。

1.2国内（外）发展概况及现状的介绍通常在整体叶轮的设计图上给出的是叶片中性面上顶部和根部的两组数据点，包括顶部和根部的一系列离散数据点和对应点的叶片厚度值。

本课题采用B 样条方法对叶轮曲面进行造型。

整体结构叶轮(图1－1)的应用可使航空发动机推重比、工作效率、寿命及可靠性大大提高，因此在各类新型发动机及大推力火箭发动机中应用愈来愈多，其加工质量的优劣对发动机的性能有着决定性的影响，而其叶片的形状又是机械中最难加工的曲面构成的。

因此，整体叶轮的加工一直是机械加工中长期困扰工程技术人员的难题。

为了加工出合格的叶轮，人们想出了很多的办法。

由最初的铸造成型后修光，到后来的石蜡精密铸造，还有电火花加工等方法。

重庆三峡学院毕业设计（论文）题目UG自动编程的叶轮加工（五轴联动加工中心）院系应用技术学院专业机械设计制造及其自动化年级08 机械完成毕业设计（论文）时间2011 年12 月目录摘要第一章：绪论1.1：五轴联动简介1.2：五轴联动加工中心的特点1.3：五轴联动加工中心的分析1.4：五轴联动加工中心的应用领域第二章：FANUC系统编程方法2.1 FANUC系统概述2.2 FANUC系统编程指令第三章：叶轮轴加工的工艺分析3.1概述3.2零件三维模型与零件图3.3叶轮轴的加工工艺分析第四章：叶轮轴加工的UG自动编程4.1 建立零件的UG三维模型4.2 叶轮轴加工的UG自动编程4.3 叶轮轴加工的UG程序后处理第五章：总结致谢语参考文献基于UG自动编程的数控铣削加工牟松重庆三峡学院应用技术学院机械设计制造及其自动化08机械重庆万州 404000摘要五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。

目前，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。

关键字五轴联动加工中心UG 自动编程第一章：绪论1.1：五轴联动简介所谓五轴加工这里是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。

1：对于五轴立式加工来说，必须要有C轴，即旋转工作台，然后再加上一个轴，要么是A轴要么是B轴。

2：主轴头旋转类型，立式结构的两个回转轴A，C轴。

该机床将A，C回转轴设置在主轴上。

铣头绕Z轴旋转360度形成C轴，绕X轴旋转±90度形成A轴。

这样的结构形式工作台上无旋转轴。

3：工作台旋转类型，工作台绕X轴旋转，工作台绕Z轴旋转，主轴无需摆动。

4：工作台绕Z轴旋转，主轴头绕Y轴摆动称B轴。

闭式叶轮的几何造型与数控分层加工方法研究闭式叶轮作为一种典型的具有复杂曲面的通道类零件,广泛应用在航空、航天、核电、能动、石化、冶金等领域。

由于流道狭长,结构封闭、叶型复杂、叶片薄、扭曲大,闭式叶轮的制造技术对其整体性能有很大影响。

所以,针对闭式叶轮类零件的数控加工展开研究具有深远意义。

论文以鼓风机闭式叶轮粗/精加工策略的确定,流道分层铣削的刀具路径规划、刀轴矢量计算为核心研究内容,结合参数曲线曲面造型技术,对闭式叶轮关键曲线曲面的几何造型和流道分层粗加工方法进行了深入研究。

首先,根据B样条技术,构造叶片吸力面、压力面在轴盘、盖盘侧的四条插值曲线,建立直纹面叶型的叶片曲面以及轴盘、盖盘回转曲面,并完成对前缘几何形状的处理。

通过VC++/MFC环境下基于OpenGL造型程序框架的创建,完成闭式叶轮几何造型的三维显示。

其次,从闭式叶轮的结构特点出发,介绍了一种简单、有效,适合于叶片与回转曲面求交的算法,并提出了一种利用圆锥面截取闭式叶轮流道的分层加工方法,该圆锥面由叶轮子午面内的叶片直母线绕叶轮轴线回转形成。

在此基础上,给出了适合流道分层高速加工的等参数环切和螺旋加工两种刀具路径规划方法,讨论了适合于该路径的刀轴矢量算法,并对螺旋刀具路径上有代表性的离散刀位点与圆锥截面之间的距离进行了计算,在对路径连续性以及路径与圆锥截面之间小量误差分析的基础上验证了算法的可行性。

然后对轴盘、盖盘曲面进气口部分进行了适当裁剪,划分了加工区域并计算了走刀行距、步长等,完成了精加工环切和等参数刀具路径的计算。

最后,在介绍VC++/MFC环境下基于OpenGL双缓存技术的闭式叶轮数控加工仿真实现方法的基础上,建立了闭式叶轮加工仿真模型,模拟了加工过程中刀具与闭式叶轮模型之间的动态变化,验证了刀位轨迹的正确性。