基于CimatronE8_5平台四轴加工汽轮机叶片的方法研究.pdf

基于Cimatron E8.5 平台四轴加工汽轮机叶片的 方法研究 Four-axis machining on cimatron E8.5 platform method of turbine blade 付大鹏，魏圣可 FU Da-peng, WEI Sheng-ke （东北电力大学 机械工程学院，吉林 132011） 摘 要： 本文详细介绍了针对Cimatron E8.5 软件平台的四轴加工方法，对汽轮机叶片进行瞄准曲面 纵向铣削，该加工方法刀路轨迹生成快，加工时间短，大大提高了加工效率。通过真实加工 得到了理想的效果，对曲面叶片的加工提供了很好的实用方法。 关键词： Cimatron E8.5；四轴加工；瞄准曲面铣削；后处理加工 中图分类号：TH164 　 文献标识码：A 　 文章编号：1009-0134(2011)1(上)-0036-03 Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2011.1(上).11 0 引言 1 四轴加工的基本原理 汽轮机叶片是汽轮机 中最核心的部件之一， 带回转台的四坐标数控加工中心一般包括三个 其制造和加工问题直接影响汽轮机的工作效率和 移动坐标系X 、Y 、Z 和一个转动坐标系，该转动 稳定性。基于汽轮机变截面叶片，我们必须借助 坐标系可以是绕 X 轴旋转的转动坐标 A ，也可以 于 CAD/CAM 软件和四轴以上数控加工中心进行 是绕 Y 轴旋转的转动坐标 B 。由机床的远动关系 设计和加工。由于五轴加工费用较高，所以用四 可知如果绕 Z 轴旋转，机床将不会改变零件加工的 轴实现叶片曲面的加工有着实际的意义。汽轮机 刀轴方向，所以绕 Z 轴不能实现四轴加工曲面。 的叶片加工通常为沿着叶片型面环形铣削如图 1 在进行四轴加工时，由于受机床摆动轴 （比如 所示，刀路轨迹为环形的包络线，这种加工方法 在 X 轴）的影响，刀轴矢量 A 被限制在与 YOZ 平 刀位轨迹计算相对比较慢，轨迹生成时间和加工 行的平面上 （如图2 所示），在 Cimatron 软件中四轴 时间较长。 加工的刀轴矢量为垂直于驱动曲面方向或是有一定 的前倾角，刀轴的方向与曲面的切削运动成一夹角。 刀轴矢量 A Z Y O 图1 两曲线仿形铣削刀位轨迹 X 图2 四坐标系刀轴矢量图 本文将主要介绍 Cimatron E8.5 软件对汽轮机 叶片的四轴加工实现问题，运用四轴瞄准曲面纵 2 汽轮机导动叶片的四轴加工 向铣削法加工叶片，大大缩短了加工时间，而且 2.1 叶片的造型 对减小薄壁叶片的变形起到很好的作用，为实际