整体构件数控电解加工CAD／CAM平台关键技术

    数控电解加工轨迹来自机床各坐标运动的合成，整体构件的电解加工常采用展成法．该加工平台根据数控电解加工原理，结合本课题组所用的五坐标电解加T机床的运动形式，采用基于装配约束与尺寸驱动的方法实现了电解加工数控运动的模拟，并对加工过程的运动干涉、过切进行检验．加工仿真运动的实现流程如图3所示．

图3数控运动仿真实现过程

    加工过程运动仿真首先在CAD／CAM系统中建立电解加工机床的模型，以及部件之间的装配与约束关系；然后在数据库中建立与装配模型对应的虚拟装配的数据模型，并对装配模型树进行遍历，以获取模型中各个部件的标识，对机床坐标轴的各个部件进行直线位移或坐标旋转变换．一般数控CAM系统虽然能够实现加工路径仿真，但并不能模拟出阴极去除材料的情况．本加工平台开发的数控运动仿真软件不仅可实现加工材料的去除，还可以根据不同的加工机床任意指定加工坐标轴，通过读入程序或者编程实现电解加工过程的运动仿真．

3．4 电解加工参数优化技术

    电解加工参数影响电解加工精度，加工参数包括电解液类型、浓度、温度、加工进给速度、加工电压、工作压力等．加丁参数优化首先在建立的电解加工数据库上利用神经网络智能工具进行加工模式识别选择初始的加工电压、进给速度，再采用模拟工具对初选的电解加工参数进行模拟，修正参数，以获取最优的电解加工参数．电解加工参数优化过程如图4所示．

图4电解加工参数优化过程

    加工的初始参数利用ATR-2神经网络选择，它的作用是进行模式识别，在电解加工工艺数据库中寻找与工艺数据库中已有模式最匹配的参数，若没有模式相匹配，则建立一个新模式．利用神经网络所识别的参数作为加工模拟的初始参数值，可以减小加工模拟及修正的次数，提高效率．

4应用实例

4．1整体叶轮加工应用

    将加工平台应用于某型号航空发动机的φ600mm大直径整体叶轮数控电解加工中．该整体叶轮叶片数目为79个，它的电解加工分为叶背、叶盆和叶根圆加工3道工序．本文利用整体构件数控电解加工CAD／CAM平台实现了叶片电解加工的数据处理、建模、提取工艺数据、路径规划与数控运动仿真，加工编程等功能．

    1)数据处理与建模

    利用叶片型值点数据在电解加工CAD／CAM系统上进行了数据处理，逆向建模．叶片模型与数据处理过程如图5a所示，采用样条曲线对数据点进行拟合，构造叶片的网格模型，再利用网格构造曲面，由曲面构成实体叶片，建立的整体叶轮几何模型如图5b所示．

图5整体叶轮数据处理与建模

    2)工艺数据提取
    利用平台的切片功能实现叶片的加工工艺数据提取．首先获取整体叶轮叶片CAD模型的特征标识，再建立切割乎面、切割叶片、拾取叶片工艺数据，将其作为叶片加工仿真、编程计算的原始数据．

    3)数控运动仿真

    整体叶轮叶片电解加工采用展成法，根据该叶片的几何模型进行相关的计算，生成数控运动的轨迹，并在仿真环境中设置各坐标轴，进行仿真．CAD／CAM技术平台数控运动仿真平台如图6所示．

图6数控电解加工仿真平台