3創建葉片（piàn）三維模（mó）型（xíng）
 
      3.1葉片數據的獲取方（fāng）法
 
      汽輪機葉片數據的獲取主要有兩種方法:一種是（shì）通（tōng）過逆向工程;一種是通過理論計算。逆向工程（chéng）是把原型的幾何尺寸通過各種測量方法(如:三坐標（biāo）測（cè）量機、激光跟蹤儀、三坐（zuò）標（biāo）測頭等)轉化成數（shù）據文件，然後（hòu）重新建立（lì）此零件的CAD模型的技術。理論（lùn）計算是根（gēn）據（jù）流體力（lì）學原理計（jì）算出的（de）葉型數據。
 
      數（shù）據文件（jiàn）提供（gòng）的是一係列數據點坐（zuò）標，數（shù）據點坐標格式為:“X空格Y空格Z空格”，與UG對數（shù）據源文件（jiàn）的要求一致。這樣才（cái）可以根據曲麵的連續（xù）、光滑性要求，在UG的自由曲麵模塊中，由葉（yè）片（piàn）的離散數（shù）據（jù）點擬合（hé）生成光（guāng）滑、準確的閉合曲（qǔ）線，從而再通過這些曲線生成葉片曲麵。
 
      3.2葉（yè）片數（shù）據的平滑（huá）處理
 
      本（běn）文以某（mǒu）汽輪機葉（yè）片製造企業提供的一隻汽（qì）輪機靜葉片造（zào）型（xíng）為例。如圖（tú）2所示，該葉片（piàn）某截麵包含有各截麵型線（xiàn）的葉盆、葉背（bèi）型值（zhí）點參數，其中，(X_S，Y_S)為該截麵背弧曲線上的型值點坐標值（zhí），(X_P，Y_P)為盆弧曲線上的（de）型值點坐標（biāo）。無論是盆弧還是背弧均給（gěi）出了51個型值點。
 
      本文數據通過逆向工程獲得，測量時由於人為（wéi）因素或其他因素(測量（liàng）儀器本身的誤差)，導致測量值與實際值存在一定的誤（wù）差。對測量值進行平滑處理，目（mù）的就是使得測量值與實際值之間的誤差減小。在多軸加工中，曲麵的光順性及（jí）曲麵間的（de）光滑連接特性對生（shēng）成多軸數控加工程序的質量影（yǐng）響很大，這就對葉片型（xíng）麵的幾何建模（mó）提出了更高的（de）要求。葉片型麵的高（gāo）質量幾何建模，首（shǒu）先是指型麵在各截麵型線方向上要保持光順。其次，在葉片徑向上曲麵也要求同樣保持（chí）光順。將（jiāng）圖2中測量值導入Matlab軟件，通過CFTOOL工具和Smooth函數（shù）對測量值進行平（píng）滑處理。處理後數據如圖3所示（shì）。通過對葉片截（jié）麵型線型值點進行平滑處理，使得葉片截麵型線比處理前更平滑（huá）更接近葉片實（shí）際截麵型線。將處理後的數據輸出（chū）並保存為．dat文（wén）件。為下一（yī）步UG建立汽輪機葉片三（sān）維模型做準備。

      3.3汽（qì）輪機（jī）葉片三維實體造（zào）型
 
      汽輪機葉片一般由葉根、葉（yè）身（shēn）和葉冠三部分構成。葉根（gēn）和葉冠的形狀相對規則，可以直接通過草繪截麵，拉伸為實體。再在實體造型的基礎上進行打孔、開槽、倒圓、倒角（jiǎo）等操作即可得到實體模型。而葉身部分是汽流通（tōng）道，形狀比較複雜。葉身的橫截麵稱為型麵，組成（chéng）型麵的周（zhōu）線稱為型線。葉（yè）片的葉身就是由這些型線擬合而成的光滑複雜曲麵。

        (1)數據導入
 
      將Matlab軟件平滑處理後的數據（jù）．dat文件導入 UG中。導入方法:點擊UG中的樣條曲線按鈕，出現根據極點、通（tōng）過點、擬合、垂直於平麵（miàn）4個（gè）提示選項。選擇“通過點”，然後點擊（jī）選項“文件中的點”，選取數據．dat文件即可建立樣條曲線。
 
      (2)草圖編輯
 
      對建立的樣條曲線進行草圖（tú）編（biān）輯。圖（tú）4為草圖編輯（jí）後葉片截麵型線。

  
      (4)葉身生成
 
      葉片葉身采用多（duō）截麵導動（dòng）的方法來生成，如圖6所示。
 
      4汽輪機葉片數控加工自動編程
 
      (1)葉片的加工工（gōng）藝分析
 
      葉片的毛坯一般是鑄造或（huò）精鍛而成，留出一定的加工（gōng）餘量。當葉片尺寸比（bǐ）較小的時候也（yě）可以直接用（yòng）方坯（pī）料開始加工。葉型曲麵的加工常用沿（yán）著葉片
軸線加工和沿截麵型線加工兩種加工方案。由於沿葉片軸線加工出來的汽道表麵質量較差，本文采（cǎi）用沿（yán）截（jié）麵型線加工的方法。
 
      由於葉型（xíng）是光滑連續的曲麵，所以用一刀（dāo）成形的方法，生成沿型線連續的刀具軌跡，並一次（cì）加工（gōng）完（wán）成。
 
      用五軸（zhóu）聯動數控機床加工葉型曲麵的主要工藝過程（chéng）為 :①粗加工:這個過程的主要目的是去（qù）除多餘的毛坯料，加工出葉型曲麵的大（dà）體輪廓。②半精加工:這個過程要加工出葉型曲麵的基本形狀，並留出少量的加工餘量，為精加工做準備。③精加工（gōng）: 這個過程要加工出葉型的（de）整個型麵，過程和半精加工類似，但需要取較小的行距和（hé）表麵允差，以提高表麵的加工質量（liàng）。
 
      (2)UG/CAM基本設置 
 
      首先確認工作坐標係原點然後進入加工（gōng）模塊（kuài）進行相關設置:設置安全（quán）高度（dù）;設置幾何體包括指定部件和指定毛坯;設置加工公差;創建刀具。
 
      刀具選擇。加工葉片的整個過程要用到3種刀:端銑刀（dāo）(粗加工用（yòng）)、球頭銑刀(半精加工（gōng）和精加工用（yòng）)和（hé）球頭錐銑刀(清根用)。
 
      加工方式的（de）選擇。在UG/CAM中為每個（gè）工序選擇（zé）合適（shì）的加工方式，其中半精加工和精加工的加工（gōng）方式相同。
 
      刀具軌跡的生成。在UG/CAM中，選擇合適的加工方式、加工對象和走刀方式等（děng）後（hòu），再設置好切削（xuē）行（háng）距、步長、表麵允差、進給率等加工參數，即可以執行（háng）［Genemte］命令生成刀具加工軌跡。
 
      加工過程仿真。UG/CAM中集成了加工仿真的（de）功能，可以對生（shēng）成的刀具軌跡進行加工（gōng）仿真，動（dòng）態的模擬刀具切除材料的（de）加工過程，並且可（kě）以儲存加工（gōng）仿真後的毛坯留待下一（yī）道工序使用（yòng）。在UG環境下，通過加工仿真對刀具軌跡（jì）進（jìn）行仿真和驗證。
 
      刀位文件（jiàn）生成及後置處理。在UG/CAM中生成了刀具軌跡並進行了加工仿真和幹涉校驗後，可以將加工數據和信息輸出成為刀位（wèi）源文件(CLSF)。刀位源文件(CLSFF)主（zhǔ）要包括刀具（jù）信息、加工坐標係信息、刀具位（wèi）置和姿態信息以及（jí）各種加工輔助命令信息等。單擊“操作”中（zhōng）的“後置處理”可以生成葉片加工的NC代碼（mǎ）。
  
      5結語
 
      在UG環境下，結合Matlab軟件強大的數據處（chù）理功能，對葉片的精確造型進行分析。在UG中進行葉片的三維造型，進行加工、刀（dāo）具（jù）軌跡編程和加工仿真，使汽輪機葉片的設計和（hé）加工編程基於同一（yī）個CAD/CAM環境下。這（zhè）就實現了產品設計和製造過程信息模型的無縫連接，大大減小（xiǎo）了編程出錯概率，提高了編（biān）程效率和可靠性（xìng）。