1叶轮的维造型仿真模拟加工后置处理及应用中的些技术问。

　　联动数控加工1前言叶轮是泵的心脏，其叶片的制造技术和制造质量直接影响到泵水力性能汽蚀性能及运行稳定性。叶片是非常复杂的曲面，由叶片和前后盖板组成的闭式叶轮，进出水口的尺寸较小，叶片的机加成型在以往几乎是不可能人工检，进出水口尺寸的工艺方法。如果要了解叶片的具体尺寸，只有采用剖开前或后盖板进行测量，非常复杂。对于叶片型面精度要求较的闭式叶轮，靠上述方法几乎是不可能今世界制造业中的关键技术之，是机械加工技术中的前沿技术。它涉及到计算机维造型计算机仿真加工轴联动数控加工金属切削技术维曲面测量及工艺装备等。

　　国外80年代开始研究加工开式叶片，闭电和军工上。根据调，国外也只有为数不多而国内还没有家企业能够加工闭式叶轮。

　　我厂从60年代研制九工程配套泵，那时叶轮叶片及流道是靠传统的铸造方法来实现的。铸造废品率，几乎是百里挑，并且水泵技术2001.4不定能保证水力性能要求。近年来，国外些先进工业国家制造主栗叶轮时，已将铸造改为锻造，采用轴联动数控加工成型叶片，这是先进的方法，基本没有废品。而且这种方法的大优点在于加工的叶片型线完全达到设计对叶片的要求，从而提高泵的效率，大限度地降低泵的冲击噪声。因此，为降低九主泵的噪声，我们决定用整体锻件在座标加工中心上加工叶片及流道，这样能够保证叶片型线完全符合水力设计的要求。经不断研究与试验，成功地用整体锻件毛坯直接加工成型闭闭式叶轮的工厂，也博山给水设备使我厂成为世界上少数几个能加工闭式叶轮的公司之。本文给出了主要研制过程及应用中的些技术问。

　　2研究试验方法2.1数控加工工艺方案该主泵叶轮的流道扭曲较大，通过在工作站上进行维造型，发现次装夹不能完成整个流道的加工，必须翻转几次装夹才能完成加工。在加工工艺方案中应解决以下几方面的问。

　　装夹方案必须保证定位准确，夹具不能与机床刀具系统发生干涉。

　　确定工件坐标系工件坐标系的零点必须容易测量，由于要翻转几次加工，因此每次装夹后，必须重新定义工件坐标系，以保证工件坐标系与编程坐标系相致。

　　选用刀具系统通过计算机模拟加工，干涉检查计算，确定刀具系统的尺寸规格。刀具的材料根据工件材料选用。在这里，叶轮流道加工选用种类型刀具钻头平底键铣刀卫5球头锥铣刀7度。

　　测量叶片测量方法1用划线法测量流面上的坐标点粗；2在坐标测量机上对叶片型面进行检测精。

　　计算机仿真加工与编程2.2.1画程序流程闭式叶轮叶片是复杂的维扭曲曲面，由叶片工作面背面前后盖板围成的空间流道具有4个约束面，刀具只能从进水口和出水口方向加工。因此，必须通过计算机模拟找出合理2.2.2叶轮的维造型叶片的生成根据设计所给出的数据点或线，在空间坐标系内构造出各截面线边界线。方法通过线构成面，使用截面线边界线作为约束条件，构造叶片的基本型面。方法通过点构成面，使用点和边界条件构造叶片的基本型面。通过优化生成叶片工作面，叶片背面是通过工作面沿法向等距偏置形成的。

　　叶片的修整和光顺在工作站里通过空间任意旋转，从各个角度观察叶片是否光顺。如果发现叶片不理想，通过调整个别奇异点改变叶片的光顺程度，满足设计的要求。

　　建立叶轮流道模型根据设计纸建立叶轮空间模型，把叶片工作面叶片背面按要求的方向安装在叶轮上，确定流道的4个约束面叶片工作面背面和前后盖板。

　　2.2.3仿真模拟加工定义坐标系确定编程坐标系。

　　定义运动参数主要是定义起退刀位置，进退刀方式等。

　　定义刀具参数准确定义刀具的几何参数和切削用量。

　　确定加工方法叶轮是整体锻件毛坯，加工分为粗精两个阶段。粗加工采用铣钻结合的方法，以固水泵技术定刀轴方式加工，尽可能多的切除余量。精加工必须采用轴联动加工，轴加工方法有很我们决定采用1奶方式加工，即矢量插补加工，通过矢量控制刀轴的方向。因此，每个加工面需要设置4个边界矢量，当刀具到达边界矢量时，其刀轴方向与矢量方向相同，在边界内其他位置时，计算机根据边界矢量对该位置的影响来计算该处的刀轴矢量。这样，我们就可以通过边界矢量来控制刀轴的方向，以避免干涉。

　　闭式叶轮扭曲程度较大，约束面多，因此需要把待加工面细分，以避免干涉，获得效果。在实际划分过程中，通过在进水口和出水口方向观察，把叶片工作面背面前后盖板沿各自参数线方向分成多个曲面，以满足加工的需要。

　　加工到曲面，而又不干涉到约束面；2.数控铣头角度变化范围不能太大。

　　轴加工中干涉检，是个关键，因为轴加工的刀位轨迹是空间轨迹，计算十分复杂，因此人工是无法计算和控制的。这就要求所使用的编程软件具有很好的干涉检查和控制过切的能力，不仅能计算刀具切削刃的干涉，而且能计算刀柄和刀夹的干涉。在加工中，要合理地设置约束面和干涉检，的参数，以避免过大的计算量而导致加工不能完成。干涉和过切量的大小控制在公差之内，详情2.

　　机床仿真模拟确认机床夹具系统工件之间的干涉情况。如果发现干涉，就需要重新设计刀具系统夹具系统，或者重新定义加工方向，其流程31 2，2.4后置处理41机床配置文件定义机床各运动坐标及之间的关系幻后置处理程序把刀位文件转换成机后，我们要进行修正。所谓修正，就是把刀位文件转，成矢量点集，通过修改矢量的方法除或调螯误差矢置，产生新的矢量点集，生成新的刀位文件，通过后置处理输出新的，加工程序=3工艺试验验证3，1元扭曲叶片及流道数控程序的验iE鸵加工4试验结果与技术经济效益分析试猃结果明机组嗓声比上代产品降低20多分贝，达到了预期目标。九工程主床能识别的程序。

　　计算机按其内部定义的算法来计算干涉，在某些边界，我们给定的边界约束条件不能严格地符合其算法的定义，因此，在某些边界有可能出现过切和干涉。所以，在发现边界谋差泵叶轮的加工完成，明我厂已经掌捱了闭式叶轮叶片的轴联动数控加工技术，跻身于世界行列。解决技术关键如下1叶片的维造型2干涉过切控制技术；3轴联动数控加工14机床仿真检验；3编写机床配置文件和后置处理程序；6〉刀具系统设计及切削用选择等本次研究是针对九工程主泵样机进行现九工程主泵年产值3000万的基础。本次研究不仅可以解决九工程主泵系列的加工难，轴联动数控加工技术更是使我厂机加水平上了个新的台阶，应用这加工技术可以完成所有曲面的数控加工，包括各种叶片各种棋具及复杂型腔等。因此，这次试验的成功为今后更商水平的新产品开发提供了有力的保证。下转第10页4叶轮轴面流道中线分点3，各段之间的曲线长度大致相等。但后个分点的位置非常重要，它直接影响到流道出口面积和平面的形状。

　　设前盖板进口处圆弧与直线段的交点为13，按下面的方法确定各分点第个分点连接前盖板圆弧的圆心和点，并延长交轴面流道中线0，0.于01点，1点便是流道中线上第个分点。

　　后个分点设流道中线0.上第个分点认至流道中线末点队的曲线长度为点，至流道中线上后个分点的曲线长度为则有流道中线分点系数，按1选取流道中线分点数中间各分点中间各分点之间的曲线长度1为5结论利用几何法推导出了双流道泵叶轮轴面前后盖板型线方程以及轴面流道中线方程。给出了双流道泵叶轮轴面流道中线分点的计算方法。研究结果为双流道泵叶轮水力设计人0软件的开发提供了数学模型，同时也为手工绘型提供了依据。

　　1关酲凡。现代泵技术手册。宇航出版社，北京，1995 2刘厚林。流呤式无堵塞泵00软件开发及维不可迅湍流计算。博±学位论文，镇江江苏理工大学，2001.4 3刘厚林，关醒凡，李幼康。双流呤叶轮的设计方法。流体本文编机张树奶上接第38页