轴流式压缩机及膨胀透平叶片轮毂整体加工编程技术

hdy369

　　一、引言
　　轴流式压缩机、轴流式膨胀透平在冶金、石化、空分、高压制酸等领域有着广泛应用。其转子核心零件叶片采用机翼型成空间扭曲造型,制造中通常采用叶型叶根加工、主轴榫槽加工后组装成转子部件,这样组装就使叶片叶根与主轴榫槽配合精度成为转子强度的薄弱环节。为解决这一问题流体机械行业先后采用枞树型、燕尾型、杈型礅粗夹持型等多种叶根形式;为提高配合精度,航空业已采用榫槽拉削、叶根数控磨削成型的方法,但加工成本十分昂贵。国外业界有采用叶片与轮毂整体铣制的先例,很好地解决了这一问题;这个问题的核心是解决自由面三元流叶轮数学建模及编程加工。|MechNet|更多知识，请登陆中国机械专家网，http://www.mechnet.com.cn/
% _0 y8 L0 g2 d2 ~( |6 V　　二、概述
3 v" E8 W; i. S* T" K0 [　　三元叶轮的整体数控加工,现阶段是建立在直线元素的基础上,即所加工叶轮上均布的是直纹面叶片,而对于自由曲面的叶片、叶轮(图1)则较少有人研究,特别是轴流式机翼型三元叶片轮毂整体加工,目前国内尚无先例。因此,这里的意义在于探索出了一种适合于空间自由曲面叶轮的数控编程方法,而且已在实践中加以证明。|MechNet|更多知识，请登陆中国机械专家网，http://www.mechnet.com.cn/
$ }2 e8 P7 |4 A( n4 O* W+ D' E; T/ R5 _
　　三、Camand软件及三元叶轮简介
9 @% c3 N8 P; y; _- @　　1. Camand是专业的CAM软件开发商,美国CAMAX公司研究开发的一种通用的CAM软件包包括7个具体的软件包: (1) Camand Partmaker适用于2.5轴铣削加工编程,并可提供第4或第5定位功能,包括线框造型、图形转换、绘图、标注等基本造型手段,以及基本曲线加工、钻削、型腔及外形加工功能; (2) Camand NC除具有Camand Partmaker的所有功能外,更可支持3轴联动数控编程,同时还可提供基本的曲面建模与编辑功能; (3) Camand Modeler用于建立和编辑任何复杂的三维几何零件模型;(4) Camand Machinist包括Camand NC和Camand Modeler的全部功能,软件自动处理刀具、刀杆和刀柄的干涉检查;(5) Camand Multax除Camand Machinist的所有功能外,其独特的5轴联动加工编程功能,是Camand软件的精华所在,可提供10余种5轴加工方法,用户能在计算机上观察机床、零件与刀具的联动,有助于程序验证;(6)Camand Wire EDM 2～5轴线切割编程软件包; (7)Camand Lathe该软件用于生成2轴至4轴数控车削的刀位轨迹。通过这些软件包的强大支持, Camand具有很强的编程和非均匀有理B样条(NURBS)曲面造型功能、真实的机床运动仿真功能、完善的后置处理以及丰富的软件接口配置。能自动生成复杂曲面的2轴至5轴联动刀位轨迹。能广泛地应用于航空、航天、电子、模具、汽车等工业领域。其基本界面见图2。
* o, z- L5 R, F) A9 b) D0 s　　2.三元叶轮是根据流体机械内部的三元流动状况而设计的,能大幅度减少能耗和提高效率。半开式三元叶轮的加工是指轮毂与叶片在一个整体毛坯上进行整体铣制加工,而不采用将带叶根的叶片加工好后装配到圆周方向带相应榫槽的轮毂上的加工方法,因其叶轮上均匀分布为三元任意扭曲叶片,且两枚叶片之间空间很小(上图中两枚叶片之间最小直线距离为7.1mm ,最大处为34mm) ,所以在加工中有很大难度。
; Y2 T  `- m4 E$ Y- Y0 F文章关键词： 轴流式压缩机   编程加工