2007年第5期
第42卷(总第138期)
( EXPLO S ION - PROOF EL ECTR IC MACH I N E)
李志常张成涛
佳木斯电机股份有限公司，黑龙江佳木斯( 154002)
中图分类号TM 305 文献标识码 B 文章编号1008 - 7281 ( 2007) 05 - 0051 - 02
Three2D i m e nsiona l M odel Build ing and Num er ica lly2Con trolled Manufactur ing of Im peller
L i Zhichang and Zhang Chengtao
Key words Curve fitting, cutting param eter, NC p rogram code, postpo sition treat2 ment, cutter locati on.
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0 引言
叶轮是泵工作的核心，叶轮本身的运动很简单，只是和轴一起旋转，但由于叶轮叶片的作用, 叶轮中流体运动的情况就比较复杂了，乃是一种复合运动。假如所加工的叶轮不符合图纸要求, 就会改变液体的理论流向并且使能量减少，从而直接造成泵的效率下降。本文通过三维C AD / C AM 工程软件对叶轮的建模和加工过程作以阐述。 1 叶轮叶片的曲线拟合
叶轮叶片的工作面(打水面)和背面由10 点组成，见表1。
表 1 叶轮叶片各点分布极坐标值
角度0°15°30°45°60°75°90°105°120°135°工作面45. 1 44. 2 47. 8 50. 6 54. 5 58. 1 62. 9 71. 6 79 96. 4 背面42. 3 40. 5 44 46. 2 49. 7 52. 9 57. 5 65. 4 72. 1 88. 8 为了保证叶片曲线圆滑，不影响叶轮的工作
升降柱cncame性能，必须通过数据拟合法，构造出曲线方程。数据拟合问题要求构造出的拟合曲线与原有数据点要充分接近，通过初运算，最后确定采用最小二乘法。
叶轮叶片的工作面运用最小二乘法建模的结果见图1。
图 1 叶轮叶片工作面曲线拟合图2 叶轮的建模
运用三维工程软件对叶轮进行建模，叶片用样式曲线建立并均匀取30点，再将各点的坐标值( X, Y)记下。把各点的X 坐标代入已求解出的曲线方程中, 比较Y 坐标的差值, 对于> 0. 08mm 的点进行修正，直至满足要求。最终建模形成的三维图形如图2所示。
图 2 叶轮建模图
收稿日期: 20072012291
李志常女1976年生；毕业于吉林大学，现从事电机技术工作.
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防爆电机
第 42卷 (总第 138期
) 防爆电机
( EXPLO S I ON - PROOF EL ECTR IC MACH I N E )
2007年第 5期
3 叶轮外形车精加工
按图纸尺寸要求 ，经车床精加工得到叶轮坯
料外形如图 3所示。
图 3 叶轮车精加工后坯料外形图
4 叶轮粗铣加工
5 叶轮精铣加工
继承上述加工环境 ，复制叶轮粗加工模板 ，修 改相关参数 。
(1)修改刀具参数 : 2 号刀 ,φ4 球铣刀 ，刀具 长度 ≥80mm;
(2)为了提高叶轮加工表面精度 ，增加了刀
轨轨迹密度 ;
(3)加工参数设置 : 1号刀 ：吃刀深度 1mm,
主 轴转数 950 r /m in，进给速率 142mm /m in;
(4)最后产生轨迹 。
6 生成 NC 程序代序
通过上述程序模板 ，可输出刀位源文件 ，再经 后置处理程序 ，形成 NC 文件 (见图 5)
4. 1 启动三维 C AM 工程软件 ，开该叶轮的模 型文件 ，进入加工模式。
4. 2 设置加工环境 ，建立切削参数 ( 1)选择立式加工机 , 3轴同时联动 ; ( 2)刀具参数 : 1号刀 ,φ20 键槽铣刀 ，刀具
长 度 ≥ 100mm 和 2 号 刀 , φ4 键 槽 铣 刀 , 刀
具 长
≥80mm;
( 3)为了提高加工效率 ，保证精加工余量均
wifi智能开关匀 ，采用轨迹加工法 。精铣留余量 1mm , 1号刀粗 加工铣削宽度 16mm;
( 4)加工参数设置 : 1号刀 ：吃刀深度 3mm ，主 轴转数 500 r /m in，进给速率 100mm /m in;
7 结
语
图 5 NC 代码刀位输出图
( 5)最后产生刀轨如图 4所示 。
图 4 叶轮加工刀位轨迹图
该叶轮的加工选在 GM80加工机上进行 ，由
于 叶轮本身的结构使所选用的刀具又细又长 ，造成加 工难度相当大 、生产周期长 。如果切削参数选用不 当 ，会造成断刀或加工周期过长 。加工后经检查 , 叶轮的尺寸精度及形位公差均符合图纸要求。
参考文献
[ 1 ] 白凤山等编著. 数学建模. 哈尔滨 ：哈尔滨工业出版 社 , 2003. 4. [ 2 ] 关 醒 凡. 现 代 泵 技 术 手 册. 北 京 : 宇 航 出 版 社 ,
1995. 9.
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