葉片數(shù)控加工程序的驗證
發(fā)布日期:2013-09-05 蘭生客服中心 瀏覽:5177
葉片是汽輪機的主要部件之一,尤其它的汽道部分決定了汽輪機的發(fā)電功率,直接影響到汽輪機產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著我國汽輪機行業(yè)的不斷發(fā)展,葉片的設(shè)計水平也在不斷的提高,主要為變截面扭曲葉片,葉片汽道型線部分是空間三坐標(biāo)數(shù)據(jù)點,加工精度要求很高,加工難度很大。哈爾濱汽輪機有限責(zé)任公司為了提高汽輪機的發(fā)電效率、降低熱耗,與三維公司進行聯(lián)合設(shè)計。葉片汽道的進、出汽邊較薄,葉頂、葉根圓角較小,從加工到檢測需全型線投影透視,而且種類變化多樣,需多軸數(shù)控機床進行加工,對設(shè)備及工藝技術(shù)水平要求很高。因此,在數(shù)控加工進行之前驗證數(shù)控加工程序的正確性就成了數(shù)控加工過程中一個十分重要的環(huán)節(jié)。
一、葉片汽道及葉頂、葉根圓角數(shù)控加工程序的特點
葉片汽道型線十分復(fù)雜為空間三維設(shè)計,首先我們對葉型數(shù)據(jù)點采用B-Spline曲面進行擬合,這樣構(gòu)造的曲面通過所給型值點,然后,綜合加工帶寬度、走刀步長、刀具半徑等方面的因素對其型面從橫向、縱向分別進行插值加密,確定數(shù)控加工程序所經(jīng)過的數(shù)據(jù)點,從而編制數(shù)控加工程序。在編制數(shù)控加工程序時,本著基準(zhǔn)統(tǒng)一、減少走刀次數(shù)的原則,把葉片汽道型面;葉頂、葉根圓角;進、出汽邊圓角的數(shù)控加工程序編制在一起,這樣對中等長度葉片的程序就可達到幾萬條。其程序的特點是;程序段較長,程序坐標(biāo)點中跨度較大,四坐標(biāo)或五坐標(biāo)程序數(shù)據(jù)繁瑣,出錯的機會較多。
二、分析葉片數(shù)控加工程序中常見的錯誤
由于目前葉片汽道設(shè)計的越來越復(fù)雜,精度要求越來越高,因此數(shù)控加工程序也越來越復(fù)雜,出現(xiàn)錯誤的概率也隨之增加。通常情況下,如果加工程序編制的不恰當(dāng),可能出現(xiàn)下列問題:
·刀具與工件之間發(fā)生干涉或碰撞;·刀具半徑選擇過大,零件加工不完全,出現(xiàn)大的殘留;·刀具半徑選擇過小,切削效率較低;·機床進給速度或冷卻狀態(tài)不合適;·加工方案不合理,影響加工效率;·機床的控制系統(tǒng)不接受加工程序;·零件外形或尺寸錯誤;·零點選擇不恰當(dāng),無法找到對刀點。
這些問題的出現(xiàn)往往會給實際零件的加工造成很多麻煩,諸如重編制加工程序、加工后必須打磨零件、返修零件或工裝、零件報廢、延遲產(chǎn)品交付等。這樣會從根本上削弱數(shù)控加工技術(shù)的可靠性并影響其推廣應(yīng)用。因此,研究數(shù)控加工程序的驗證技術(shù)不僅具有重要的理論意義,而且還具有重要的現(xiàn)實意義。
三、常用的數(shù)控加工程序驗證方法
1、人工檢驗法
人工檢驗法的特點是比較方便、靈活。通常檢查者閱讀加工程序,或借助于坐標(biāo)紙及其它一些繪圖工具檢查加工時的刀具軌跡并發(fā)現(xiàn)其中的一些錯誤。由于葉片汽道加工程序繁瑣而復(fù)雜,人工檢驗法不僅需耗費很多時間,而且易再次出現(xiàn)錯誤,因此這種方法已逐漸被淘汰。
2、試驗加工法
試驗加工法是一種采用葉片試驗件或其它材料(多為非金屬材料)零件進行加工的方法。由于試驗加工直觀而真實地反映了加工過程,因此采用這種方法基本上滿足程序驗證的需要。雖然試驗加工法是一種驗證加工程序的有效方法,但它也存在許多缺點,主要有:
·加工時間較長;
·加工精度不高;
·占用機床并影響周圍環(huán)境;
·加工參數(shù)無法驗證;
·加工費用巨大。
盡管采用試驗加工法驗證加工程序具有很多缺點,但由于它能夠較為準(zhǔn)確地反映整個加工過程,而且我國葉片數(shù)控加工整體水平還處于發(fā)展階段,因此這種方法仍被采用。
3、計算機仿真驗證法
隨著計算機軟件和硬件的迅速發(fā)展,用計算機仿真法來驗證葉片型面數(shù)控加工程序的正確性已被采用。這種方法主要是將加工過程中的葉片模型、刀具軌跡、刀具外形等一起在計算機圖形顯示器上顯示出來,用這種方法來模擬零件的加工過程,檢查刀位計算是否正確、加工過程是否發(fā)生過切,所選的刀具、走刀路線、進退刀的方式是否合理,刀具與型面是否發(fā)生干涉與碰撞等。
4、顯示驗證
隨著計算機仿真技術(shù)的迅速發(fā)展,目前已有多種方法用于加工程序的計算機仿真驗證。雖然采用計算機仿真驗證一次性投入費用較高,但由于它能大大降低實驗加工費用并能帶來長遠的效益,因此已得到越來越廣泛的應(yīng)用。
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