叶轮Pro/E造型-MasterCAM五轴联动数控加工仿真设计

　　整体叶轮是中央制冷离心压缩机的核心部件，结构复杂且对压缩机性能影响大。为了提高叶轮零件的设计与加工的质量和效率，更好地发挥各种软件的特点，采用多种软件联合应用，本文以整体叶轮为例，介绍了Pro/E软件在曲面造型中的应用以及在MasterCAM环境下的CAM实现。有效解决了叶轮叶片曲面造型和加工问题，提高了效率。通过数控加工的仿真，降低了出错率，对复杂曲面造型与加工有一定的借鉴作用。

　　引言

　　整体叶轮是中央制冷离心压缩机的核心部件，其加工的质量对发动机的性能起着决定性的影响。其典型的应用还有涡轮式发动机、涡轮膨胀机、离心叶片泵、内燃机增压器等领域，但整体叶轮的结构十分复杂，有多片叶片，加工时叶片间的容刀空间小，因此必须采用五轴联动的数控机床进行加工。笔者通过应用Pro/E软件进行CAD建模，然后将图形数据转换到MasterCAM软件中，根据零件特点，拟定数控加工工艺，进行数控编程，通过对生成的刀具路径进行模拟仿真设计，方便地解决了叶轮的造型和数控加工问题。

1、叶轮PRO/E造型设计

　　1.1、构建旋转实体

　　打开PRO/E软件， 新建文件p r t - 1 ， 点选FRONT基准面作为绘图面，绘制草图并标注尺寸如图1(a)，完成绘制得到图1(b)实体。

图1 草绘后旋转得到的实体

　　1.2、构建扫描实体

　　1) 绘制样条曲线与修改尺寸数值点选FRONT基准面作为绘图面，绘制图2所示样条曲线并标注尺寸。

　　2) 生成扫描实体(如图3所示)。

图2 绘制曲线 图3 扫描实体

　　1.3、构建切割实体

　　点选RIGHT基准面作为绘图面，绘制图4(a)所示并标注尺寸。切割得到图4(b)实体。

图4 实体切割和阵列

　　1.4、旋转阵列特征

　　点选图4(b)的实体相交的四条边，输入圆角半径1，生成单叶片实体。在树状目录中点选如图4(b)中扫描面，切除，圆角三个特征，输入旋转增量24和阵列总数14，得到叶轮实体特征如图4(c)。再构建孔型特征后得到整体叶轮图。

7、结束语

　　使用PRO/E可以准确快捷创建复杂曲面零件，然后将图形数据转换到MasterCAM软件中，根据零件特点，拟定数控加工工艺，进行数控编程，通过对生成的刀具路径进行模拟仿真。方便地解决了叶轮的造型和数控加工问题。同时，也为其他类似曲面的造型及加工提供参考，充分发挥了五轴联动加工中心的应用价值。