1 引言

　　三元流技术由于其功效高、单级压比高、流量大等优点，目前在我公司高速离心风机中得到广泛应用，该技术的应用大大提高了风机的综合性能。我公司已有一整套完备的三元流叶轮数控加工技术，下面就如何运用NX软件进行三元流叶片压型模数控编程作以探讨。

2 三元流叶片建模

　　三元流叶片型面分为直纹面与自由曲面，直纹面是在两条曲线上对应点之间以直线连接而构造的，其造型比较方便，本文仅以造型较为复杂的自由曲面三元流叶片的建模方法进行简要介绍。

　　2.1 建模坐标系WCS的确定

　　建模坐标系是一切图形的原始基准，选择合适的坐标系可减少建模的复杂程度。叶片型面是由若干等Z剖面上的离散点所组成，叶片三维造型时，坐标系的建立应根据设计提供的叶型数据点坐标确定。但由于种种原因，我公司产品图纸给出的坐标系与我们习惯的右手坐标系有时会有所不同。为利于后续的造型、编程等操作，应将图纸坐标系转换成右手坐标系。

　　2.2 叶片造型与分析

　　考虑到自由曲面三元叶片的曲面特征以及便于后期编辑，其造型应运用Free Form Feature中的Through Curves Mesh功能，通过曲线生成参数化的曲面。但是设计图纸所提供数据都是等Z的若干组点，而用这些点生成曲线用Through Curves得到的叶片型面很不理想。因此我们应该考虑如何运用这些原始点，还要以Through Curves Mesh功能来生成。

　　NX软件的曲面功能是相当强大的，在复杂零件的造型过程中，我们应灵活运用其各种功能来满足造型要求。针对等Z点不是沿叶片型面的U/V方向分布这种情况，先运用From Point Cloud功能通过原始点生成非参数化的叶片型面，再对其进行参数化处理。在型面上生成沿U/V方向分布的截面线，用Smooth功能对这些U、V线在设计允许的公差内进行光顺处理，必要时去除坏点，从而保证叶片型面曲率变化均匀，光滑连续，确保叶轮使用时气流通畅，避免喘振。通过这些光顺过的曲线用Through Curves Mesh功能生成参数化的叶片型面。

　　叶片型面的检查主要有两方面，首先运用NX偏差分析功能检查原始数据点与型面偏离情况，如高出设计要求，应进行适当修整；其次，用反射分析功能检查型面的光顺程度，对于光顺性差的型面在公差范围内适度调整以获得较光顺的型面。综合运用上述方法完全满足了叶片的造型要求，得到高质量的叶片型面。

3 数控程序编制

　　NX的数控加工模块可以进行交互式编程和后处理，生成精确刀具轨迹的方法，程序员通过Verify中二维、三维仿真来观察刀具运动轨迹，最终生成的CLSF刀位源文件经过后置处理后，即可生成直接用于生产的数控加工程序。

　　3.1 数控加工坐标系MCS的确定

　　NX软件的数控加工坐标系MCS设定功能非常灵活方便。在编程时，为方便压型模具装夹及加工找正，坐标轴的方向应与机床坐标系一致。对于压型模具，要考虑到压型过程中叶片的平稳性。设计给出的叶片数据是叶片的工作位置，因此需对其进行坐标旋转、平移。根据叶片型面扭曲程度，利用NX中Create Centroid Axes功能，创建叶片的重心点及重心轴，建立与重心轴方向一致的WCS1，利用NX中transform功能，将叶片在原来的造型坐标系及WCS1中进行转换，最终使压型模的WCS与叶片重心轴重合，这样得到的压型模是叶片压型的最佳位置。按此坐标设计压型模具，并生成加工坐标系MCS。

　　3.2 型面数控加工刀具轨迹的生成

　　压型模具不仅有较高尺寸精度要求，为有利于叶片在工作中气流的顺利通过，要求刀纹方向与气流方向应一致。经分析采用NX固定轴曲面轮廓铣(Contour Milling)，驱动方式采用曲面区域驱动(Surface Area)。选择好刀具、驱动面、加工几何、切削参数后生成刀具轨迹。使用刀具轨迹可视化仿真Visualization检验刀轨，检查在三轴联动过程中，刀具是否与工件、夹具发生干涉。

　　3.3 后置处理生成NC程序

　　使用加工应用模块生成加工零件的刀具轨迹文件CLSF，不能直接用于数控机床，需经过后处理，从而生成机床能够识别的NC代码。NX提供了一个功能相当完备的后处理器UCPOST，可以使用POST Builder的交互式图形窗口创建后处理，生成后处理所需要的所有文件。经过验证后便可应用于后置处理器中。将前面生成的刀轨通过后置处理器便可生成用于机床的NC代码了。

4 结语

　　影响三元流叶片型面精度主要有以下三个方面：压型模设计、制造精度及叶片压型工艺，其中压型模具制造精度是最重要的环节。利用NX软件进行三元流叶片压型模型面的造型及数控程序的编制，有效提高了型面的制造精度。该种方法利用行业领先的NX软件，整个造型、编程过程非常直观，易于模具型面质量的控制，值得推广应用。