文 献 综 述

一、本课题研究的目的及意义

叶轮类零件,尤其是整体叶轮在机械装备行业中占据非常重要的位置,普遍应用于各个行业,如航空航天、海洋、能源等设备的关键部分。整体叶轮多工作在高压力、高温度的条件下,因此叶轮的设计精度和强度必须达到很高的水平,这就对叶轮的设计和加工提出了更高的要求。

整体叶轮指轮毂和叶片在同一金属毛坯体上,现多采用锻件毛坯多坐标数控加工来成型,其典型的应用有涡轮式发动机、泵、径流式涡轮和膨胀机等许多动力机械。从整体叶轮的结构特点也可以看出:整体叶轮相邻叶片的空间较小,而且在径向上随着半径的减小,通道越来越窄。因此加工叶轮叶片曲面时除了刀具与被加工叶片之间发生干涉外,刀具极易与相邻叶片发生干涉;加工整体叶轮时加工轨迹规划的约束条件比较多,自动生成无干涉刀位轨迹较困难。总的来说整体叶轮数控加工难点比较多,因此在多坐标数控机床上加工前通常都要经过仿真,在此过程中必须解决好整体叶轮数控加工中的过切、干涉与碰撞、降低生产成本、提高加工效率、优化工艺参数等一系列难题,为真实数控加工做好技术准备。另外对于整体叶轮这样复杂的三维曲面手工编程根本无法实现,必须借助于CAM软件实现自动编程。因此,研究整体叶轮的数控仿真加工具有较高的工程应用价值。

二、国内外研究现状及发展趋势

目前，欧美发达国家对于整体叶轮的加工制造已经发展到相当成熟的阶段，已经研制出了专门的软件来数控编程.此外，一些通用的软件如：PRO/E、UG、CATIA 等软件的数控加工模块能用于编写加工整体叶轮的数控程序。随着国内的制造业的快速发展，CAD/CAM 软件的优势显得越来越突出，但国内的一部分企业对这类软件的应用有限，在生产中主要运用的是 CAD 模块，CAM 模块则应用较少，对于复杂零件的数控编程更是问题很多。产生这些问题的原因主要是这些进口的软件虽有后置处理的模块来处理数控程序，但不能针对特定的机床进行有效的二次开发，造成软件所生成的程序因为没有专门的后置处理器而需要人工来做大量的调整工作。可想而知，其处理过程是非常困难的，也是非常浪费时间的。整体的工艺水平和发达国家相比还是有着一定差距。

总体来说，我国五坐标数控加工水平要落后于西方发达国家，与发达国家在整体叶轮数控编程软件方面的研发与应用水平相比，我国起步较晚，且专用的加工叶轮的数控机床的进口受到欧美发达国家的限制。因此，结合五坐标数控加工，研究专用整体叶轮的数控编程系统，提高整体叶轮的加工制造水平，是目前迫切需要完成的任务。。

三．文献介绍

文献[1] 研究了整体叶轮的五轴数控加工工艺，在 UG 中创建叶轮的三维模型，并使用CAM 模块分别对叶轮流道面和叶片生成刀具轨迹，经后置处理器生成 NC 文件。基于 VERICUT 构建了 DOOSANVMD600 五轴加工中心仿真环境。通过模拟整个机床加工过程，主要解决了两个问题，模拟整个加工过程，检测加工过程中的碰撞干涉现象和加工后的零件是否出现局部过切或欠切; 验证了数控加工程序和后处理器的正确性。

文献[2]对vericut虚拟仿真加工方法做了简单介绍，对模拟流程进行了讲解。表明了通过veriCut虚拟仿真加工技术,使程序编制中各种意想不到的错误得到及时发现,从而指导数控编程人员检查程序错误,合理优化数控程序加工轨迹,调整加工方案和加工步骤。