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工艺与检测Techn0IogyandTest 基于 UG的大型水轮机叶片多轴数控加工研究 杨林建 (四川工程职业技术学院，四川 德阳618000) 摘 要：以UG 自动编程软件体系架构为依据，研究大型混流式水轮机叶片多轴数控加工方法。探讨提高叶 片加工质量和效率的途径。介绍大型水轮机叶片五轴联动数控加工雕塑曲面编程中涉及到的转轮 叶片三维造型、切削仿真、刀具轨迹生成等关键技术。该方案切削力小、加工精度高、成本低 ，具有一 定的参考价值。 关键词 ：混流式水轮机 叶片 数控加工 刀具轨迹生成 中图分类号 ：TK73；TP391．73 文献标识码 ：A Researchformulti-axisNC programminginmachininglargehydraulic turbineSbladesbasedonUG YANGLinjian (SichuanEngineeringTechnicalCollege，Deyang618000，CHN) Abstract：Researchingthemulti—axisCNCmachiningmethodofbladeinlargefrancisturbinebasedonUG auto— maticprogrammingsoftwarearchitecture．Discussingthewaytoenhancethequalityandpromoteeffi— ciencyofmachining．The keytechnologyforfive—axisNC programmingtolargesculptured surfacein hydroturbineSbladeisintroduced，which establishes3D modeland tool-path generationandcutting simulationwith smallforce，highprecision，low costandreferentialvalue． Keywords：FrancisTurbine；Blade；CNCMachining；Tool-pathGeneration 水边长约3．7m，出水边约 6．8m，上冠、下环约 7m， 1 概述 整个叶片背面约 36m ，毛坯重25～28t，成品重 18t。 水轮机转轮是水轮发电机组的心脏，其叶片的制 结构示意如图1所示，由于叶片与上冠和下环的交线 造技术和制造质量直接影响机组运行的水力性能和可 较普通叶型长，扭曲程度也较普通叶型大，叶片出口边 靠性。其叶片为非常复杂的雕塑曲面体零件，在大中 不在同一轴面内，因此给加工机床选择以及加工工艺 型机组制造工艺上，长期以来采用 “砂型铸造一砂轮 和仿真编程造成了很大的困难。 铲磨一立体样板检测”的制造工艺，不仅生产效率低， 2 加工工艺分析 叶片型面精度难以保证，且手工砂轮铲磨的劳动强度 大，工作环境非常恶劣，已不能满足技术进步的要求， 水轮机叶片的主要工作面是复杂的三维雕塑曲 也不能有效地保证叶片型面准确性和制造精度。大型 面，对其测量的主要 目的是要获取 曲面上测点的实际 水轮机叶片的数控加工工艺设计技术是当今世界发电 位置到理论曲面的法向距离。要完成这种测量，一般 设备制造业中的关键技术之一，也是当今机械加工技 的测量仪器是无法承担的。目前，国内外通常采用两 术中的尖端技术 。它涉及到 种方法进行，一种是直接测量法，另一种是间接测量 计算机辅助产品的