数控机床市场网-专业的数控机床网站

  為機(jī)床工具企業(yè)提供深度市場(chǎng)分析                     

用戶名:   密碼:         免費(fèi)注冊(cè)  |   申請(qǐng)VIP  |  

English  |   German  |   Japanese  |   添加收藏  |  
特種加工機(jī)床

車床 銑床 鉆床 數(shù)控系統(tǒng) 加工中心 鍛壓機(jī)床 刨插拉床 螺紋加工機(jī)床 齒輪加工機(jī)床
磨床 鏜床 刀具 功能部件 配件附件 檢驗(yàn)測(cè)量 機(jī)床電器 特種加工 機(jī)器人

特種加工機(jī)床

電工電力 工程機(jī)械 航空航天 汽車 模具
儀器儀表 通用機(jī)械 軌道交通 船舶

搜索
熱門(mén)關(guān)鍵字:

數(shù)控機(jī)床

 | 數(shù)控車床 | 數(shù)控系統(tǒng) | 滾齒機(jī) | 數(shù)控銑床 | 銑刀 | 主軸 | 立式加工中心 | 機(jī)器人
您現(xiàn)在的位置:特種加工機(jī)床網(wǎng)> 技術(shù)前沿>大柵距帶葉冠渦輪盤(pán)電火花加工電極優(yōu)化設(shè)計(jì)
大柵距帶葉冠渦輪盤(pán)電火花加工電極優(yōu)化設(shè)計(jì)
2016-11-15  來(lái)源:首都航天機(jī)械公司  作者:張昆,張曉陽(yáng),馬海鵬,白淳,沈巖,張玉廣

      摘要:以大柵距帶葉冠渦輪盤(pán)電火花加工電極設(shè)計(jì)為例,分析了數(shù)控電火花加工的電極設(shè)計(jì)思路與方法,給出了新的電極設(shè)計(jì)方法,同時(shí)分析了簡(jiǎn)化的加工軌跡搜索方法,實(shí)現(xiàn)了大柵距帶葉冠渦輪盤(pán)的快速電極設(shè)計(jì)與加工軌跡搜索,大大縮短了電極工藝設(shè)計(jì)時(shí)間。

      關(guān)鍵詞:大柵距;帶葉冠渦輪盤(pán);電火花加工;電極
 
      整體式帶葉冠渦輪盤(pán)是當(dāng)今國(guó)際上航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),其加工技術(shù)是航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)的核心關(guān)鍵制造技術(shù)之一。我國(guó)新一代運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵的噴嘴葉柵環(huán)采用了帶葉冠設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),由于結(jié)構(gòu)所限,目前采用多軸聯(lián)動(dòng)精密數(shù)控電火花加工技術(shù)進(jìn)行葉片加工[1]。田繼安采用X、Y、Z、V 四軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)于2003 年攻克了噴嘴葉柵環(huán)的電火花加工難題[2]。由于電極跨度大,其設(shè)計(jì)較復(fù)雜,安裝定位難度也大,同時(shí)由于生成的電極加工程序較復(fù)雜,也不便于程序修改。

      1. 電極設(shè)計(jì)方案

      電極設(shè)計(jì)一般分為減厚、減高兩種方法。電極減厚設(shè)計(jì)是通過(guò)減小葉片之間的中心角實(shí)現(xiàn)的(圖1)。電極的初始運(yùn)動(dòng)空間就是葉片繞回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)某一角度所形成的空間。一般旋轉(zhuǎn)角度為搜索步長(zhǎng)的整數(shù)倍即可,不宜過(guò)大,否則會(huì)導(dǎo)致最終形成的電極厚度過(guò)薄,電極加工過(guò)程中受熱易變形。由于此減厚設(shè)計(jì)方法通過(guò)旋轉(zhuǎn)就可到達(dá)所有初始運(yùn)動(dòng)空間位置,因此無(wú)論直紋葉片、彎扭葉片均推薦優(yōu)先采用。
  
 
圖1 電極設(shè)計(jì)減厚處理原理圖
 
      電極減高設(shè)計(jì)是通過(guò)減小電極高度來(lái)得到電極的運(yùn)動(dòng)空間。如圖2 所示,電極的初始運(yùn)動(dòng)空間就是葉冠向下移動(dòng)一定的距離所形成的空間。由于減高設(shè)計(jì)的電極需向上移動(dòng)才能到達(dá)電極的所有初始運(yùn)動(dòng)空間位置,減高設(shè)計(jì)一般用于直紋葉片的電極設(shè)計(jì)[3]。另外,由圖2 可知,當(dāng)將輪轂向上移動(dòng)一定距離形成電極的初始運(yùn)動(dòng)空間時(shí),需同時(shí)進(jìn)行電極的減厚設(shè)計(jì)才能到達(dá)電極的所有初始運(yùn)動(dòng)空間位置。

      由上面的分析可知, 采用X、Y、Z、V 四軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)加工噴嘴葉柵環(huán)電極設(shè)計(jì)方案采用的是減厚加減高的設(shè)計(jì)方式。由于采用了兩種設(shè)計(jì)方法組合,使電極的工藝設(shè)計(jì)變得復(fù)雜,最后形成的電火花加工軌跡程序也復(fù)雜了許多。
  
 
圖2 極設(shè)計(jì)減高處理原理圖
 
      2. 電極優(yōu)化設(shè)計(jì)

      從圖3 所示的噴嘴葉柵環(huán)模型圖中可看出,此噴嘴葉柵環(huán)為進(jìn)出口等徑結(jié)構(gòu),葉片跨距大且細(xì)而狹長(zhǎng)[4],單獨(dú)采用減厚法能實(shí)現(xiàn)最終的電極設(shè)計(jì)。
 
圖3 噴嘴葉柵環(huán)三維模型圖
 
      按照前面論述的減厚法重新設(shè)計(jì)了噴嘴葉柵環(huán)電極。從圖4 可看出,采用減厚法設(shè)計(jì)的右電極,其運(yùn)動(dòng)軌跡搜索只需V-方向旋轉(zhuǎn)工件與電極X+方向直線移動(dòng)即可完成,可以不需要減高設(shè)計(jì)。
 
 
圖4 旋轉(zhuǎn)軸減厚設(shè)計(jì)電極運(yùn)動(dòng)示意圖
 
      利用上海交通大學(xué)開(kāi)發(fā)的渦輪盤(pán)CADCAM 軟件進(jìn)行搜索,X 軸步長(zhǎng)默認(rèn)設(shè)置為0.1 mm,V 軸步長(zhǎng)設(shè)置為0.1 度,搜索成功后的單向代碼行數(shù)為40行。從圖5 可看出,搜索過(guò)程中旋轉(zhuǎn)軸、直線軸并不是等比關(guān)系。實(shí)際上,對(duì)于此類結(jié)構(gòu)帶葉冠渦輪盤(pán),如果采用旋轉(zhuǎn)軸減厚設(shè)計(jì),且每次直線軸搜索步長(zhǎng)恒定,則旋轉(zhuǎn)軸每次對(duì)應(yīng)于直線軸的搜索步長(zhǎng)是逐漸增加的。由于葉片通道由里向外逐漸增大,旋轉(zhuǎn)軸的搜索步長(zhǎng)也是越來(lái)越大。
 
圖5 旋轉(zhuǎn)軸減厚設(shè)計(jì)電極CADCAM 軟件搜索軌跡結(jié)果
 
      根據(jù)上面的分析,由于電極加工軌跡搜索時(shí)只有X、V 兩個(gè)軸參與運(yùn)動(dòng), 電極減厚設(shè)計(jì)除了沿V軸進(jìn)行減厚外, 還可以沿X 軸進(jìn)行減厚設(shè)計(jì), 圖6為沿X 軸進(jìn)行減厚設(shè)計(jì)的電極模擬圖。
  
 
圖6 直線軸減厚設(shè)計(jì)電極運(yùn)動(dòng)示意圖
 
      利用上海交通大學(xué)開(kāi)發(fā)的渦輪盤(pán)CAD/CAM 軟件進(jìn)行搜索,X 軸步長(zhǎng)默認(rèn)設(shè)置為0.1 mm,V 軸步長(zhǎng)設(shè)置為0.1°, 搜索成功后的單向代碼行數(shù)為98行。通過(guò)對(duì)比圖5 和圖7 可發(fā)現(xiàn),不同的設(shè)計(jì)方法,采用同樣的搜索步長(zhǎng)設(shè)置,最終的代碼行數(shù)并不相同,這是由于電極設(shè)計(jì)時(shí)減厚尺寸不同導(dǎo)致的。
 
 
圖7 直線軸減厚設(shè)計(jì)電極CADCAM 軟件搜索軌跡結(jié)果
 
      3. 電極再優(yōu)化設(shè)計(jì)

      雖然通過(guò)前面的方法利用CAD/CAM 軟件可得到電極設(shè)計(jì)結(jié)果,但是電極設(shè)計(jì)仍較繁瑣,可否不借用軟件進(jìn)行電火花加工軌跡快速搜索呢?從圖8 可看出, 電極最終的搜索成功位置,Y+方向最遠(yuǎn)點(diǎn)A 至少要旋轉(zhuǎn)弦長(zhǎng)為H 的夾角(此處定義為α),同時(shí),X-方向最遠(yuǎn)點(diǎn)B 至少要移動(dòng)距離W才能保證電極軌跡搜索完成。如圖8 所示,葉片側(cè)面與Y 軸的夾角∠DEF 定義為β,DF 為旋轉(zhuǎn)軸最大搜索步長(zhǎng)θ 所對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng),DE 為電極減厚設(shè)計(jì)后電極X 方向的最大搜索步長(zhǎng)λ, 則λ=DE=DF·tanβ。若旋轉(zhuǎn)軸V 的最少搜索步數(shù)為S1=α/θ,直線軸X 的最少搜索步數(shù)為S2=W/λ, 最終搜索成功的最少搜索步數(shù)為max{S1,S2}。
 
 
圖8 減厚設(shè)計(jì)電極軌跡搜索原理
 
      根據(jù)上面的分析,只需在設(shè)計(jì)電極時(shí)確定直線軸、旋轉(zhuǎn)軸的搜索步長(zhǎng)值DE=H001、DF=H002,則通過(guò)一條X、V 軸聯(lián)動(dòng)循環(huán)語(yǔ)句即可完成葉片加工,格式如下:

      G01 XH001 VH002

      由于單軸運(yùn)動(dòng)加工效率要大于多軸聯(lián)動(dòng)加工效率,可將上面的程序分解為單軸運(yùn)動(dòng),如:

      G01 XH001

      G01 VH002

      由于電極放電加工中僅有X 軸運(yùn)動(dòng),機(jī)床U 軸并不參與運(yùn)動(dòng),因此電極可設(shè)計(jì)為成組電極結(jié)構(gòu)[4],如圖9 所示,采用旋轉(zhuǎn)軸減厚法設(shè)計(jì)了整體式成組電極。當(dāng)然,也可利用直線軸減厚法進(jìn)行電極設(shè)計(jì),與前述方法相同,此處不再贅述。
 
 
圖9 粗、精加工整體式成組電極
 
      4.結(jié)論

      通過(guò)對(duì)大柵距帶葉冠渦輪盤(pán)電火花加工電極進(jìn)行分析,在原有電極的設(shè)計(jì)方法上,又提出了一種新的直線軸減厚設(shè)計(jì)方法和電極軌跡簡(jiǎn)化搜索方法。經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證,采用新方法設(shè)計(jì)的電極,同時(shí)利用簡(jiǎn)化方法編制的加工軌跡代碼進(jìn)行產(chǎn)品加工,加工后的零件葉片尺寸完全滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。對(duì)于其他結(jié)構(gòu)大柵距帶葉冠渦輪盤(pán),本文所述方法具有通用性, 能實(shí)現(xiàn)快速電極設(shè)計(jì)與加工軌跡搜索,大大縮短了電極工藝設(shè)計(jì)時(shí)間。
  

 

    投稿箱:
        如果您有機(jī)床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表,或進(jìn)行資訊合作,歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部, 郵箱:skjcsc@vip.sina.com
主站蜘蛛池模板: 苏州交通设施_道路划线_停车场划线_厂区划线_环氧地坪厂家-推荐【飞扬市政交通设施公司】专注交通设施8年! | 软文营销推广-新闻稿发布-软文撰写-百科词条编辑-品牌全案策划推广网络营销传播-喜尚传媒 | 在线计算网 - 超多超好用的在线小工具 | 企业资质代办-代理全国工商注册公司_公司转让_增值电信业务许可证新办续期-大通天成科技[gw] | 太原重卡叔叔运输有限公司-山西太原大件运输、太原物流公司、太原货运物流、太原大件运输、太原货运信息、长治物流公司、长治大件运输、晋城物流公司、晋城大件运输、忻州大件运输、朔州大件运输、阳泉大件运输、大同大件运输、吕梁大件运输、临汾大件运输、运城大件运城 | 铨盛国际供应链-PC增韧剂/硅系增韧剂/耐寒增韧剂/耐化学增韧剂 | 上海海外置业展_2024海外置业移民留学展_4月5-7日_企业参展处/免费领门票 | 浙江创洁卫生消杀有限公司-浙江杀虫公司,温州消杀公司,温州灭鼠公司,灭蟑螂,灭蚊蝇,灭跳蚤,灭书虱,灭臭虫,灭螨虫,白蚁防治,房间消毒除味等专业服务 | 扬州市检测仪器科技有限公司 | 石家庄LED显示屏|石家庄显示屏|河北显示屏升级改造|石家庄科航光电科技有限公司_石家庄科航光电科技有限公司 | 油漆颜料砂磨机,油墨水砂磨机,水性涂料砂磨机-常州市奥能达机械设备有限公司 | 钎头_球齿钎头_一字钎头 - 铜陵狮达矿山机械有限公司 | 线性排水沟-成品排水沟-树脂排水沟-树脂混凝土,缝隙式排水沟-时利和 | 图观 - 数字孪生 应用开发引擎 | 三维可视化 | 重庆聚成达汽车有限公司-重庆吸污净化车 | 模压化粪池_三格式化粪池_玻璃钢化粪池厂家 | 智能调光模块,调光系统巨川电气-专注智能照明 | 全国重点实验室--人民网| 重庆晓宇餐饮文化管理有限公司_重庆晓宇火锅 | 棕色土壤采样瓶,棕色小口水样采样瓶-上海迈隆科技有限公司 | 上海钧尚电器有限公司 - Faulhaber电机 AMETEK pittman电机 AMETEK ROTRON军用航空风机 Exlar电动缸 MAE电机 MCG电机 CP电动工具 马头工具 AMCI驱动器 直流电机 减速箱 直流伺服电机,无刷电机,直线电机 直流防爆电机 防爆电机 汽车助力转向电机 EPS电机 faulhaber motor faulhaber gearbox NANOTEC电机 ELWOOD电机 PHYTRON电机 EXLAR伺服电动缸 高力矩、高性能直流电机,音圈电机,风机,直流风机,航空风机 | 压滤机入料泵_渣浆泵_耐磨污水泵_保定森力克水泵制造有限公司 | 铝型材定制_东莞铝型材_散热器铝型材_工业铝合金型材挤压加工生产厂家价格-中亚铝业 | 危废处理_危废处置_危废处理公司-江苏绿瑞特环境科技股份有限公司 | 温州合发模架科技有限公司 | 免喷涂材料,免喷涂塑料,免喷涂注塑,免喷涂挤塑,免喷涂工艺-中山鸿盛免喷涂 | 威海实木家具-威海定制家具-威海家具-威海至佳百隆家具有限公司 威海木箱,威海木托盘,威海免熏蒸包装箱-威海耀晟木制品有限公司 | 江苏瑞翔电器有限公司-| 重庆污水处理设备_废气处理设备_纯净水设备-山艺环保 | 聚丙烯酰胺,聚合氯化铝,重金属捕捉剂,污泥调理剂,活性氧化铝,生石灰,反渗透阻垢剂,工业葡萄糖,硫酸铝,果壳活性炭,柱状活性炭,蜂窝活性炭,石英砂,锰砂-北京雁归来环保科技有限公司-以真诚为立足之本,以质量为生存之本,愿与海内外同仁共创双赢。雁归来人一路走来,气贯长虹,勇锐盖过怯弱,进取压倒苟安!我们紧扣时代脉搏,专注水处理、继往开来! | 监控工程,安防监控公司,北京监控安装,北京安装监控,安装摄像头,北京监控维保,监控施工,北京监控维修,监控弱电工程,监控器安装,监控维护保养,监控工程设计,北京监控设备维修,监控报警安装,北京北方合力科技有限公司 | 真空工业炉-真空油淬炉-真空气淬炉-高温石墨化炉-江苏华弘真空科技有限公司 | 聚丙烯酰胺,聚合氯化铝,重金属捕捉剂,污泥调理剂,活性氧化铝,生石灰,反渗透阻垢剂,工业葡萄糖,硫酸铝,果壳活性炭,柱状活性炭,蜂窝活性炭,石英砂,锰砂-北京雁归来环保科技有限公司-以真诚为立足之本,以质量为生存之本,愿与海内外同仁共创双赢。雁归来人一路走来,气贯长虹,勇锐盖过怯弱,进取压倒苟安!我们紧扣时代脉搏,专注水处理、继往开来! | 上海舞台灯光音响租赁搭建线阵_年会演出摇头光束面光灯出租_led电子显示屏出租-上海led大屏幕租赁 | 景观造雾_人造雾设备_雾森系统_冷雾降温_雾化消毒_喷雾除尘厂家-成都景程雾森 | 慢直播摄像头厂家,监控直播摄像机厂家,景区慢直播设备,rtmp推流直播摄像头,实时摄像头监控直播-监控慢直播厂家:专注监控慢直播系统解决方案 | 耀美软瓷施工队-13638350103-专注于软瓷施工勾缝的贴软瓷施工队 - 软瓷,软瓷施工,软瓷勾缝,软瓷怎么施工,软瓷怎么勾缝,贴软瓷,软瓷施工队 | 万通汽车学校,汽车学校,汽修学校,汽修培训学校,汽车美容学校,汽车维修学校,学汽修-武汉万通汽车学校官方网站 | 造型松|泰山迎客松|造型油松-泰安小苹果园林 | 绍兴宇力半导体有限公司官网| 中科迈金节能技术(浙江)有限公司 |