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UGS征文:基于UG NX的复杂曲面叶轮五轴数控加工技术
发表时间:2006-7-14 邹孝明 彭芳瑜   来源:e-works
关键字:UG 叶轮 轨迹规划 五轴加工 
根据复杂曲面整体叶轮的几何特征,合理安排加工工艺流程并选择刀具,使用UG NX3.0软件进行了加工轨迹规划。利用UG/Post Builder配置了华中数控HNC-21M世纪星铣削数控系统专用后处理器,在VMC-1100五轴数控加工中心成功加工了复杂曲面整体叶轮。

    1.3 后处理器配置

    在UG NX 3.0中规划完加工轨迹后,将生成标准格式的刀位源文件(Cutter Location Source file,简称CLS)。为进行试加工,还需要将CLS文件转化为数控系统能够识别的G代码,这就需要分析多坐标机床的结构形式并进行运动变换[3]。

    通过分析,确定VMC-1100五轴数控加工中心为工作台双回转类型结构。在UG/Post Builder中设置机床类型为5-Axis with Dual Rotary Tables(双工作台回转类五轴机床),在其中定义并设置VMC-1100五轴数控加工中心各轴的行程参数,确定工件坐标原点与机床坐标原点的关系以设定4th Axis Center to 5th Axis Center(即回转半径)。根据华中数控HNC-21M世纪星铣削数控系统的特点,在UG/Post Builder中分别设置G代码和M代码的属性值和数控程序文件头尾的格式等。

    后处理器配置完成后,在UG NX 3.0中调用并生成的G代码文件,实践证明此后处理器能够良好的应用于华中数控HNC-21M世纪星铣削数控系统。由于整体式叶轮的叶片均匀排部在轮毂上,因此可以在生成单个叶片、流道数控程序的基础上编写循环,使程序执行多次。华中数控HNC-21M世纪星铣削数控系统的循环编写格式为:

   #55=7                   ;加工叶片数量为7
   WHILE #55 GT 0         ;当#55>0时调用循环程序
   C51.429                 ;每次加工后C轴旋转51.429º,进入下一个叶片的加工
   G92 X0 Y0 Z250 A0 C0    ;定义G92
   M98 P1000              ;所调用程序名为1000
   #55=#55-1              ;每次调用后#55递减1
   ENDW                 ;整个循环结束
   %1000                 ;定义程序名
   ……                   ;单个叶片加工程序部分
   N1161 M99             ;单个程序循环结束

    2 结论

    本文利用UG NX3.0软件对复杂曲面叶轮进行了加工轨迹规划,合理选择了加工使用的刀具,并针对流道和叶片的几何特征分别选择了适当的刀具轨迹驱动方法进行加工轨迹规划,利用UG/Post Builder配置了华中数控HNC-21M世纪星铣削数控系统专用后处理器,并使用此后处理器生成了合格的代码,最后在配有华中数控HNC-21M世纪星铣削数控系统的VMC-1100五轴数控加工中心上成功试加工了一个七叶片叶轮,如图4。
 

图4. 实加工的七叶片叶轮

    由于UG NX、CATIA、MasterCAM等为通用性软件,因此在规划叶轮加工轨迹时存在操作复杂、难于找到简单有效方法等不足,很难快速有效的进行叶轮加工轨迹规划,对数控编程人员提出了较高的要求。因此,大力开发能够适用于整体式叶轮、整体式螺旋桨等复杂曲面叶片类零件的专用CAM软件非常有意义。

    注:本文为2006年度UGS征文活动优秀文章。

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责任编辑:陈沁