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·现代设计与先进制造技术 ·　　庄伟娜 　周来水 　安鲁陵 等 　基于 U G 整体叶轮实体造型研究 35 基于 U G 整体叶轮实体造型研究 庄伟娜 ,周来水 ,安鲁陵 ,姬俊峰 (南京航空航天大学 机电学院 ,江苏 南京 　2 100 16) 摘要 :整体叶轮是航空航天发动机的重要部件 ,是影响发动机性能的关键因素 ,而得到整体叶轮 的数字化模型是整体叶轮进行数控加工的必要条件 。为此介绍了应用 U G 软件进行整体叶轮造 型的方法和具体过程 ,提出了在整体叶轮造型中需要遵循的原则 ,并给出了造型实例 。 关键词 :叶轮 ;实体造型 ;U G 中图分类号 :TP391 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :1672 - 1616( 2008) 05 - 0035 - 03 　　叶轮类零件是一类具有代表性的复杂零件 ,广 的圆弧半径 、圆心位置等要求 。即使叶片截面线满 泛应用于航空航天领域 。叶轮的结构复杂 ,种类繁 足前 、后缘处的圆弧及光顺要求 ,也应使截面线尽 多 ,工作型面的设计涉及到空气动力学等多个学 量通过或贴合给定的测量点列 。 科 ,因此曲面造型质量 、加工手段等对叶轮性能参 数都有很大的影响 。 2 　叶片造型方法分析 精确的几何实体造型是叶轮数控加工的必要 叶片的实体造型是整体叶轮造型工作的关键 前提 ,研究整体叶轮的实体造型具有重要意义 。许 部分 ,其设计要求较高 , 曲面特征也较复杂 。叶轮 多不断成熟起来的 CAD/ CAM 软件为高精度的叶 ( 的设计图纸提供了叶片 5 个截面的数据点坐标 如 轮造型提供了有力的支持 , 比如 U nigrap hics Solu ) 图 1 所示 及前 、后缘处的圆弧所在圆的圆心和直 tions 公 司 的 U G 。U G 是 一款 集 CAD/ CAM/ 径 。笔者通过对满足设计要求的叶片实体造型方 CA E 于一体的工程软件 ,它具有较强的曲面造型 法进行研究 ,提出了其造型过程中需要遵循的一般 和数控加工编程功能 ,并且提供了应用开发模块 , 原则 : 为用户提供了二次开发接口,给复杂曲面的数控加 工带来了很大的方便 。本文基于 U G 曲面造型系 统 ,研究了整体叶轮实体造型的具体过程和一般原 则 。 1 　叶轮造型概述 整体叶轮的实体造型主要包括创建叶片实体 和轮毂实体 2 个部分 。叶片曲面为光顺性 、连续性 要求较高的自由曲面 ,其截面线是复杂的自由曲 图 1 　叶片 5 个截面数据 线 , 因此叶片实体造型难度较大 。目前 ,一般先创 a . 在保证精度的条件下 ,应尽可能降低样条曲 ( ) 线的次数 ,推荐使用不超过 4 次的曲线 ,且 5 个截 建截面线 ,再采用通过截面线 t hrough curves 的 方法进行叶片的曲面造型 。轮毂的创建较为简单 , 面要生成相同次数的曲线 。 ( ) b. 在每个截面样条曲线的前 、后缘曲率比较大 在草图方式下创建截面线串 ,通过旋转 Revolve ( ) 命令对截面线串旋转 ,创建轮毂回转体 。可见 ,整 的部位 ,控制顶点的分布要密一些 如图 2 所示 , 体叶轮造型的关键是叶片实体的造型 。