基于Masteream的叶轮数控加工
摘要:综述了国内现有叶轮加工概况，并根据现有的加工水平提出了一种有效的加工手段。通过修改Mastercam软
件后处理文件可以得到很好的加工效果，加工成品性能大幅提高。
关键词:叶轮;数控加工;后处理文件;Mastercam
1前言
叶轮是涡轮式流量计和涡轮式发动机的核心部件，
被广泛应用于机械_〔业领域，其加工质量对产品的性能
有决定性影响。由于叶轮叶片的形状是由机械中最难加
E的复杂曲面所构成的，因此，叶轮的加工长期以来一直
是困扰广大科技人员的技术难题，倍受各国L业界的关
注各工业发达国家先后研制出了多种加工方法，如:铸
造成型后修光法、石蜡精密铸造法、电火花加卜法、二坐
标仿形铣削法等。但这些早期的加工方法，不仅加一T一效率
较低，而且精度也难以保证。直到多轴数控加工技术被应
用到叶轮的加工中，才得到r跨越性发展、〕
2加工难点
按叶轮的曲面形状的不同，在数控机床上加卜时通
常采用两类方法:
第一类是侧铣法)即用圆柱铣刀或圆锥铣刀的侧刃铣
削叶片曲面，‘白主要用于直母线型叶轮的加工一〕我国增压
器模TfJ叶轮已采用此种方法制造第二类是点铣法一如图
I所iJs，即用铣刀按叶片的流线方向逐行走刀，逐渐加}_{玛
叶片曲面这种方法在自由曲面型叶片上普遍采用，在
小部分直母线型叶片[也经常采用，我国航天用的转子、
风扇都采用这种点铣
法、利用此法加I.il,i的
II卜片能够较精确地符合
叶片设计1O而的要求，
精度较高，而且加卜走
刀方I }j和设士}流线方I,'}I
相同，对叶轮运行时的
动力’H能有利
反复，而U编程人员必须对叶轮儿何造fflJ很熟悉，同时熟
练掌握通用软件的使用方法，刁‘能编出叶轮数控加-l一程
序。也有部分!_厂针对某一叶轮编制了专用程序，但其使
用而窄，使用性能也较差。例如，航天机电集团某厂生产
风扇所使用的程序还是早年北京邮电大学研制的，此程
序是DOS下编制的，使用很不方便。我闲尚缺乏这种专
用于叶轮的数控加卜编程软件，囚内少数工厂已经认识
到专用软件的优越队 .但国外高端软件价格昂贵
Mastercam是f-4i美III CNC Software公司研制开发的
一套兼有CAD(计算机辅助设讨一)与CAM(计算机辅助制
造)功能的软件系统。自从1984年问世以来，Mastercam
得到迅速的推广及应用一该系统的特点是CAD/CAM的
功能强大，可实现2-y5轴联动的加!几控制，并具有非常强
的交互队，可与国内外流行的多套CAD/CAM软件交(1.
使用因此，在当前数控加!_及模具制造业中得到r最广
泛的应用
尽管Mastei-cam提供r四轴、h.轴加!_的功能，但是
没有提供相应的加!_后处理程序，无法生成用户所需的
CNC力{II_代码因此，由Mastercam完成的四轴、五轴加
!_也仅仅停留在模拟仿真的阶段，没有投入实际的生产
加「
笔者以日本牧野公司(MAKING )认式加I.中心为
例，介绍如何根据机床控制系统的需要对后处理程序进
行开发设计，使数控软件生成符合机床所要求的NC程
序，从而扩大Mastercam的功能和应川，发挥软件的最佳
效果
3 Mastercam软件的使用
了.了软件后处理文件的修改
用Mastercan，构建图形、编辑刀具路径后，产生的文
件是NCI文件，而NCI文件并不能直接传输给数控机床，
必须根据不同的控制系统，将NCI文件转换为相应的NC
程序，才能被不同的数控机床识别，从而达到控制机床，
完成数书‘加}_的目的将刀具路径的NCI文件转换为数
控机床能接受的NC程序的过程叫后处理Mastercam系
统的后置处理文件，简称后处理文件，是一种可以由用户
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图1点铣加工走刀轨迹
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