1引言
叶轮是离心泵的核心部件，叶片的加工质量将直接关系着离心泵整个内部流场的分布，从而影响泵的工作效率[1]。作为典型的复杂的曲面零件，其叶片由传统的等截面直叶片发展到当今的变截面扭曲叶片，几何形状越来越复杂，对加工精度的要求越来越高。在我国离心泵的叶轮大多为铸造成型，其叶片的表面质量差，尺寸精度低特别是复杂叶形的加工制造与国外还有很大差距[2]。本文详细介绍了基于CimatronE8.5的离心泵叶轮数控加工方法。可以实现整体叶轮的数控加工，大大提高了叶片的制造精度，缩短了生产周期。
2CimatronE8.5软件简介
CimatronE8.5软件的数控加工模块在数控加工行业一直处于领先地位，软件拥有强大的数据转换接口。针对制造过程，软件支持2.5—5轴的高速铣削，支持基于毛坯残留的加工和自动化加工模板，提高了用户编程和加工的效率。CimatronE8.5软件包括以下功能模块：模型建立模块、工程图模块、模具设计模块、电极设计模块、数控加工模块、数控加工仿真模拟及校验模块、后置处理模块[3]。
3加工工艺分析及加工仿真
CimatronE8.5软件针对叶片类零件的五轴加工提供了专业的刀位轨迹生成方式。从整体叶轮的开槽加工到半精加工精加工，都有专用五轴数控仿真菜单来设置。运用整体叶轮五轴航空铣削生成离心泵叶轮的刀位轨迹时，核心部分就是如何避免刀具的干涉问题，由于离心泵两个叶片之间的流道相对比较狭窄，而且内部扭曲。在进行半精加工前首先进行开槽加工。为了提高加工效率，开槽加工可以是三轴或是四轴加工，也可以运用五轴加工，五轴开槽加工可以更好的避免刀具干涉问题。本文用的五轴开槽加工方法，刀具的驱动方式为朝向曲线驱动。叶轮半精加工及精加工的五轴刀位轨迹采用曲面驱动方式，选择叶片正面与背面为驱动面，刀具矢量方向为相对于走刀方向倾斜，倾斜的角度要根据两个叶片之间的距离和方向来确定。再有就是刀具的进刀点和退刀点的选择也很重要，也是避免干涉出现的主要因素。使用CimatronE8.5提供机床模拟，可以完全仿真五轴加工叶轮的工作环境和切削模拟，包括机床的主轴、工作台、机床的夹具因素[4]。机床模拟特别适合于五轴的加工程序检验。通过仿真校验可以进一步观察刀具与零件还有机床的运动过程，从而可以进一步优化加工时刀具的角度避免干涉的发生。
4后置处理
在数控加工自动编程中，从零件的三维实体建模到刀路轨迹的生成，形成了刀具相对于工件及机床运动的轨迹文件，在刀位轨迹文件中软件是通过一定的语句来记录的，但是在具体的机床中不一定能识别这些语句，这就要根据机床的具体参数和控制系统将刀位轨迹转化成相应机床所能识别的G代码，这一过程就叫后置处理[5]。后置处理一般过程主要包括以下几个内容：对刀位文件进行求解；运动误差的校核及处理；进给速度的校核和修正；根据具体的机床参数和数控系统的指令格式生成加工程序。在CimatronE8.5中左侧的通用加工工具条上选择后置处理，打开后置处理对话框选择要处理的程序段，这里我们后置处理三部分程序，粗加工后置处理程序、半精加工程序和精加工程序,按照上述方法生成叶片数控加工代码。
5结论
本文运用CimatronE8.5软件强大的仿真平台，在加工环境下进行虚拟五轴加工，并提出后置处理解决方案，得到了理想的离心泵叶轮加工方案。通过并合理规划加工刀路轨迹，实现了离心泵叶轮的整体数控加工，同时可为类似零件的数控加工提供一有效途径。
作者：王小旭 程艳艳 单位：吉林工业职业技术学院
