3創建葉片三維模型
 
      3.1葉片數據（jù）的獲取方法（fǎ）
 
      汽（qì）輪機葉片數據的獲取主要有兩種方（fāng）法:一種是通（tōng）過逆向工程;一種是通過理論計算。逆向工程是把原（yuán）型的幾何尺寸通過各種測量方法(如:三坐標測量（liàng）機、激光跟蹤儀、三坐標測頭（tóu）等)轉化成數據文件，然後重新建立此零件的CAD模（mó）型的技術。理論計算是根據流體力學原理計算出的（de）葉型數據。
 
      數據文件提供的是一係列（liè）數據點坐標，數據（jù）點坐標（biāo）格式為:“X空格Y空格Z空（kōng）格”，與UG對數據源文件的要求一（yī）致。這樣才可以根據曲麵的（de）連續、光滑性要求，在（zài）UG的自由曲麵模塊中，由葉片（piàn）的離（lí）散數據點擬合生（shēng）成光滑、準確的閉合曲線，從而再通（tōng）過這（zhè）些曲線生成葉片曲麵。
 
      3.2葉片數據的平滑處理
 
      本文以某汽輪機葉片製造（zào）企（qǐ）業提供的一隻汽輪機靜葉片造型為例（lì）。如圖2所示，該葉片某截麵包含有各截麵型線的葉盆、葉背型值點參數，其中，(X_S，Y_S)為該截麵背弧曲線上（shàng）的型值點坐標值，(X_P，Y_P)為盆弧曲線上的型值點坐標（biāo）。無論是盆弧還是背弧（hú）均給（gěi）出（chū）了51個型值點。
 
      本文數（shù）據通（tōng）過逆向（xiàng）工程獲得，測量時由於人為因素或其（qí）他因素(測量儀器本身的誤差)，導致測量值與實際（jì）值存在一定的誤（wù）差。對測量值進行平滑（huá）處理，目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（guāng）滑連接特性對生成多軸（zhóu）數控加工程序的質量影響很大，這就對葉（yè）片型（xíng）麵的幾何建（jiàn）模提出了更高的要求。葉片型麵的高質量幾何建模，首先是指型麵（miàn）在各截麵型線方向上（shàng）要保持光順。其次，在葉片徑向上曲麵也要求同樣保持光順。將圖2中測量值導（dǎo）入Matlab軟件，通過CFTOOL工具和Smooth函數對測量值進行平滑處理（lǐ）。處理後數據如圖3所示。通（tōng）過對葉片截麵型線型值點進行平滑處理，使得（dé）葉片截麵型線比處理前更平滑更接近葉片實際截麵（miàn）型線。將（jiāng）處理後（hòu）的數據輸出（chū）並保存為．dat文件。為下一步UG建立汽輪機葉片三維模型做準備。

      3.3汽輪機葉片三維實體造型（xíng）
 
      汽（qì）輪機（jī）葉片一般（bān）由葉根、葉身和葉冠（guàn）三部分（fèn）構成。葉根和葉冠的形狀（zhuàng）相對規則，可以直接（jiē）通過草繪截麵，拉伸為實（shí）體。再在實體（tǐ）造（zào）型的基礎上進（jìn）行打孔、開槽、倒圓、倒角等操作即可得到（dào）實體模型。而葉（yè）身（shēn）部分是汽流通（tōng）道（dào），形狀（zhuàng）比較複雜。葉（yè）身的橫截麵稱為型麵（miàn），組成型麵的周線稱為型線。葉（yè）片的葉身就是由這（zhè）些型線擬（nǐ）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．dat文（wén）件導（dǎo）入（rù） UG中。導入方法:點擊UG中（zhōng）的樣條曲線按鈕，出（chū）現根據極點、通過點、擬合、垂直於平麵4個提示選項。選擇（zé）“通過點”，然後點擊選項（xiàng）“文件中的點”，選取數據．dat文件即可建立（lì）樣（yàng）條曲（qǔ）線。
 
      (2)草圖編輯
 
      對建立的樣條曲（qǔ）線進行草圖編輯（jí）。圖4為草圖編輯後（hòu）葉片截麵型線（xiàn）。

  
      (4)葉（yè）身生成
 
      葉片（piàn）葉身采用多截麵導動的方法來生成，如圖6所示。
 
      4汽輪機葉片數控加工（gōng）自動編程
 
      (1)葉片的加工工藝分析
 
      葉片的（de）毛坯一般是鑄造或精鍛而成（chéng），留出一定的加工餘量。當葉（yè）片（piàn）尺寸比較小的時候也可以直（zhí）接用方坯料開（kāi）始加工。葉型曲麵的加工（gōng）常用沿著葉片
軸線加工和沿（yán）截麵型（xíng）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（zhì）量（liàng）較（jiào）差，本文采用沿截麵型線加工的方法。
 
      由於葉型是光滑連續的曲麵，所以用一刀成形的方法，生成沿型線連續（xù）的刀具軌跡，並一次加工完成。
 
      用五軸聯動數控機床加工葉型曲麵的主要工藝過程為 :①粗加工:這個過程的主要（yào）目的是去除多餘的毛坯料，加工出葉型曲麵的大體輪廓。②半精加工（gōng）: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（wéi）精（jīng）加工做準備（bèi）。③精加工: 這（zhè）個過程要加工出（chū）葉型的（de）整個型麵，過（guò）程和半精加（jiā）工類似，但需要取較小的行距和表麵允差，以提（tí）高表（biǎo）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模塊進行相關設置:設（shè）置（zhì）安全（quán）高度;設置（zhì）幾何體包（bāo）括指定部件和指定毛（máo）坯;設置加工（gōng）公差;創建刀具。
 
      刀具選擇。加工葉片的整個過（guò）程要用到3種（zhǒng）刀:端銑刀(粗加工用（yòng）)、球頭銑刀(半精加工和精加（jiā）工用)和球頭錐銑刀（dāo）(清根用（yòng）)。
 
      加工方式的選擇。在UG/CAM中為每個工序選擇合適的加工方式，其中半精加工和精加工的加工方式相同。
 
      刀具軌跡的生成。在UG/CAM中，選擇合適的加工（gōng）方式、加（jiā）工對（duì）象和走刀方（fāng）式等後，再設置好切削行距、步長、表麵允差、進給率等加工參數，即可以執行［Genemte］命令（lìng）生成刀具加工軌（guǐ）跡。
 
      加工過程仿真。UG/CAM中集成了加工仿真的功能，可以對生成（chéng）的刀具軌跡進行加工仿真（zhēn），動態的模擬刀具切除材料的（de）加工過（guò）程，並且可（kě）以儲存加工仿真（zhēn）後的毛坯留待下一道工序使用。在UG環境（jìng）下，通過加工（gōng）仿真對刀（dāo）具軌跡進行仿真（zhēn）和驗證。
 
      刀位文件生成及後置處理。在（zài）UG/CAM中生成了刀具（jù）軌跡（jì）並進行了加工仿真和幹涉校驗後，可以（yǐ）將加（jiā）工數據和信息輸（shū）出成為刀（dāo）位源文件(CLSF)。刀位源文件(CLSFF)主要包括刀具信（xìn）息、加工坐標係信息、刀具位置和姿態信息以及各種加工輔助命令信息等。單擊“操作”中的“後（hòu）置處理”可以（yǐ）生（shēng）成葉片（piàn）加工的NC代碼。
  
      5結語
 
      在UG環境下（xià），結合Matlab軟件強大的數據處理功能，對葉片的精確造型進行（háng）分析。在UG中（zhōng）進行葉片的三維造型，進行加工、刀具（jù）軌跡編程和加工仿真（zhēn），使汽輪機葉片的設計和加工編程（chéng）基於（yú）同一個CAD/CAM環境下。這就實現了產（chǎn）品設計（jì）和製造過程信息模型的無縫連接，大（dà）大減小了編程出錯概率，提高了編程效率和可靠性。