1 引言

　　三元流技術由于其功效高、單級壓比高、流量大等優點，目前在我公司高速離心風機中得到廣泛應用，該技術的應用大大提高了風機的綜合性能。我公司已有一整套完備的三元流葉輪數控加工技術，下面就如何運用NX軟件進行三元流葉片壓型模數控編程作以探討。

2 三元流葉片建模

　　三元流葉片型面分為直紋面與自由曲面，直紋面是在兩條曲線上對應點之間以直線連接而構造的，其造型比較方便，本文僅以造型較為復雜的自由曲面三元流葉片的建模方法進行簡要介紹。

　　2.1 建模坐標系WCS的確定

　　建模坐標系是一切圖形的原始基準，選擇合適的坐標系可減少建模的復雜程度。葉片型面是由若干等Z剖面上的離散點所組成，葉片三維造型時，坐標系的建立應根據設計提供的葉型數據點坐標確定。但由于種種原因，我公司產品圖紙給出的坐標系與我們習慣的右手坐標系有時會有所不同。為利于后續的造型、編程等操作，應將圖紙坐標系轉換成右手坐標系。

　　2.2 葉片造型與分析

　　考慮到自由曲面三元葉片的曲面特征以及便于后期編輯，其造型應運用Free Form Feature中的Through Curves Mesh功能，通過曲線生成參數化的曲面。但是設計圖紙所提供數據都是等Z的若干組點，而用這些點生成曲線用Through Curves得到的葉片型面很不理想。因此我們應該考慮如何運用這些原始點，還要以Through Curves Mesh功能來生成。

　　NX軟件的曲面功能是相當強大的，在復雜零件的造型過程中，我們應靈活運用其各種功能來滿足造型要求。針對等Z點不是沿葉片型面的U/V方向分布這種情況，先運用From Point Cloud功能通過原始點生成非參數化的葉片型面，再對其進行參數化處理。在型面上生成沿U/V方向分布的截面線，用Smooth功能對這些U、V線在設計允許的公差內進行光順處理，必要時去除壞點，從而保證葉片型面曲率變化均勻，光滑連續，確保葉輪使用時氣流通暢，避免喘振。通過這些光順過的曲線用Through Curves Mesh功能生成參數化的葉片型面。

　　葉片型面的檢查主要有兩方面，首先運用NX偏差分析功能檢查原始數據點與型面偏離情況，如高出設計要求，應進行適當修整；其次，用反射分析功能檢查型面的光順程度，對于光順性差的型面在公差范圍內適度調整以獲得較光順的型面。綜合運用上述方法完全滿足了葉片的造型要求，得到高質量的葉片型面。

3 數控程序編制

　　NX的數控加工模塊可以進行交互式編程和后處理，生成精確刀具軌跡的方法，程序員通過Verify中二維、三維仿真來觀察刀具運動軌跡，最終生成的CLSF刀位源文件經過后置處理后，即可生成直接用于生產的數控加工程序。

　　3.1 數控加工坐標系MCS的確定

　　NX軟件的數控加工坐標系MCS設定功能非常靈活方便。在編程時，為方便壓型模具裝夾及加工找正，坐標軸的方向應與機床坐標系一致。對于壓型模具，要考慮到壓型過程中葉片的平穩性。設計給出的葉片數據是葉片的工作位置，因此需對其進行坐標旋轉、平移。根據葉片型面扭曲程度，利用NX中Create Centroid Axes功能，創建葉片的重心點及重心軸，建立與重心軸方向一致的WCS1，利用NX中transform功能，將葉片在原來的造型坐標系及WCS1中進行轉換，最終使壓型模的WCS與葉片重心軸重合，這樣得到的壓型模是葉片壓型的最佳位置。按此坐標設計壓型模具，并生成加工坐標系MCS。

　　3.2 型面數控加工刀具軌跡的生成

　　壓型模具不僅有較高尺寸精度要求，為有利于葉片在工作中氣流的順利通過，要求刀紋方向與氣流方向應一致。經分析采用NX固定軸曲面輪廓銑(Contour Milling)，驅動方式采用曲面區域驅動(Surface Area)。選擇好刀具、驅動面、加工幾何、切削參數后生成刀具軌跡。使用刀具軌跡可視化仿真Visualization檢驗刀軌，檢查在三軸聯動過程中，刀具是否與工件、夾具發生干涉。

　　3.3 后置處理生成NC程序

　　使用加工應用模塊生成加工零件的刀具軌跡文件CLSF，不能直接用于數控機床，需經過后處理，從而生成機床能夠識別的NC代碼。NX提供了一個功能相當完備的后處理器UCPOST，可以使用POST Builder的交互式圖形窗口創建后處理，生成后處理所需要的所有文件。經過驗證后便可應用于后置處理器中。將前面生成的刀軌通過后置處理器便可生成用于機床的NC代碼了。

4 結語

　　影響三元流葉片型面精度主要有以下三個方面：壓型模設計、制造精度及葉片壓型工藝，其中壓型模具制造精度是最重要的環節。利用NX軟件進行三元流葉片壓型模型面的造型及數控程序的編制，有效提高了型面的制造精度。該種方法利用行業領先的NX軟件，整個造型、編程過程非常直觀，易于模具型面質量的控制，值得推廣應用。