如何驗證多面體凸輪加工程序

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2019-12-15

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多面體是汽輪機的主要部件之一,尤其它的汽道部分決定了汽輪機的發電功率,直接影響到汽輪機產品的質量。隨著我國汽輪機行業的不斷發展,多面體的設計水平也在不斷的提高,主要為變截面扭曲多面體,多面體汽道型線部分是空間三坐標數據點,加工精度要求很高,加工難度很大。哈爾濱汽輪機有限責任公司為了提高汽輪機的發電效率、降低熱耗,與三維公司進行聯合設計。多面體汽道的進、出汽邊較薄,葉頂、葉根圓角較小,從加工到檢測需全型線投影透視,而且種類變化多樣,需多軸凸輪機床進行加工,對設備及工藝技術水平要求很高。因此,在凸輪加工進行之前驗證凸輪加工程序的正確性就成了凸輪加工過程中一個十分重要的環節。1多面體汽道及圓角凸輪加工程序的特點多面體汽道型線十分復雜為空間三維設計,首先我們對葉型數據點采用b-spline曲面進行擬合,這樣構造的曲面通過所給型值點,然后,綜合加工帶寬度、走刀步長、刀具半徑等方面的因素對其型面從橫向、縱向分別進行插值加密,確定凸輪加工程序所經過的數據點,從而編制凸輪加工程序。在編制凸輪加工程序時,本著基準統一、減少走刀次數的原則,把多面體汽道型面;圓角的凸輪加工程序編制在一起,這樣對中等長度多面體的程序就可達到幾萬條。其程序的特點是;程序段較長,程序坐標點中跨度較大,四坐標或五坐標程序數據繁瑣,出錯的機會較多。

由于目前多面體汽道設計的越來越復雜,精度要求越來越高,因此凸輪加工程序也越來越復雜,出現錯誤的概率也隨之增加。通常情況下,如果加工程序編制的不恰當,可能出現下列問題:刀具與工件之間發生干涉或碰撞;刀具半徑選擇過大,零件加工不完全,出現大的殘留;刀具半徑選擇過小,切削效率較低;機床進給速度或冷卻狀態不合適;加工方案不合理,影響加工效率;機床的控制系統不接受加工程序;零件外形或尺寸錯誤;零點選擇不恰當,無法找到對刀點。這些問題的出現往往會給實際零件的加工造成很多麻煩,諸如重編制加工程序、加工后必須打磨零件、返修零件或工裝、零件報廢、延遲產品交付等。這樣會從根本上削弱凸輪加工技術的可靠性并影響其推廣應用。因此,研究凸輪加工程序的驗證技術不僅具有重要的理論意義,而且還具有重要的現實意義。