大型水轮机叶片的多轴联动数控加工编程技术

转轮叶片是水轮机能量转换的关键部件,也是最难加工的零件,目前多轴联动数控加工是解决该类大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多轴联动数控加工编程则是实现其高精度和高效率加工的最重要环节。介绍了大型水轮机叶片五轴联动数控加工大型雕塑曲面编程中涉及到的转轮叶片三维造型、刀位轨迹计算、切削仿真、机床运动碰撞仿真、后置变换等关键技术。通过对这些技术的链接和研究,开发实现了大型叶片的多轴联动加工。

开式整体导叶轮的多轴联动高效数控加工工艺技术研究

针对开式整体导叶轮的结构特点,提出了一套高效的多轴联动数控加工工艺技术。该技术将导叶轮的加工规划为粗加工和精加工两个阶段:首先利用型腔铣高效去除毛坯的大余量,然后利用基于加工过程中的工件的3+2轴的加工方式进行半精加工,该方法有效地解决了曲面局部余量分布不均的现象;重新规整驱动参数面的u、v参数,结合参数线加工路径规划方法的特点,利用边界点插补来控制刀轴矢量的方式进行精加工。实践表明:该工艺技术除了提高加工质量外,还能有效缩短导叶轮生产周期。

多轴联动砂带磨削刀触点路径规划及几何仿真

采用多轴联动计算机数字控制系统的砂带磨削设备能够高效率加工具有复杂型面的零件。针对该类砂带磨削设备,提出了自由曲面上的等参路径规划算法和等间距截面路径规划算法。路径规划算法中的相邻刀触点的计算是根据磨具在进给方向的有效投影位置确定。等间距路径规划算法用最小二乘法来获取较优的截面法向。为了提高路径规划设计效率,减少试验以提高经济效益,开发出基于线性磨削模型的砂带磨削几何仿真程序。汽轮机叶片加工的试验结果表明该算法能够很好地应用于复杂型面的刀具路径规划设计。

复杂形状涂层激光重熔CAM软件的开发与实践

根据激光重熔和多轴联动数控加工的特点,研究了复杂形状涂层激光重熔数控加工的轨迹生成算法,开发了激光重熔CAM软件,并且以抽油杆管接头热锻模为实例对软件进行实验验证。重熔后模具的表面硬度由HRC40提高到HRC50,满足其要求,取得了良好的表面改质效果。