CAD／CAM技术在汽轮机叶片设计与加工中的研究与应用

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汽轮机叶片是-种包含 复杂曲面特征 的零 件 ，是组成汽轮机 的核 心部件，起着将蒸 汽的热能转换为汽轮机转子旋转机械能的作用。叶片是汽轮机中数量和种类最多的零件之-，其组成结构多为 自由曲面 ，设计造型和制造难度大。

对于叶片的设计造型和制造，现有的研究主要基于用 CAD软件进行造型设计或对叶片数控加工的刀具路径生成策略原理进行研究，没有把 CAD和 CAM技术作为-个系统很好的结合起来进行应用研究，也没有对其整个制造工艺和加工策略进行系统分析 。

本文将叶片的造型和制造进行 系统性结合，研究提 出了运用 CAD和 CAM技术对叶片进行设计和制造的系统技术流程，用 UG NX对其进行了精确的造型设计 ，给出了面向CAM的叶片五轴联动加工工艺和加工策略 ，最后利用 POWERMILL实现刀具轨迹生成。

1 汽轮机叶片设计与加工中 CAD/CAM 技术系统流程CAD/CAM技术包括两个方面技术，-个是计算机辅助设计技术(简称 CAD)，另-个是计算机辅助制造技术(简称 CAM)，其中CAD技术是基础，而 CAM技术涉及到产品的生产制造 ，是 CAD技术目标。

UG NX CAD功能在制造业得到普遍应用 ，可以描述几乎所有的几何形 状。POWERMILL，具有刀路计算速度快 ，碰撞和过切检查功能完善 、刀具路径策略丰富和编辑灵活等独特优势。本文将 UG NX CAD和 POWERMILL进行系统结合 ，运用 CAD和 CAM技术对汽轮机 叶片设计 与加工进行研 究 ，得 出如 图 1所示的叶片 CAD/CAM系统技术流程。

2 汽轮机叶片三维造型研究2.1 汽轮机叶片的结构特点叶片-般由叶身、叶根和叶顶三部分组成。叶身是叶片的工作部分 ，相邻叶片的叶型部分之间构成气流通道，蒸汽通过时将动能转换成机械能。叶身 由背虎进气边圆角、出气边圆角、内虎叶根圆角和叶顶圆角组成，如图 2所示。叶身 由-组平行截面型线组成的空间曲面，截面型线组成如图 3所示 。按叶型部分横截面的变化规律，叶片可以分为等截面直叶片、变收稿 日期 ：2012-09-02基金项目：上海高校青年教师培养资助计划项目(B-8500-11-0127)作者简介：沈守国(1985-)，男 ，河南信阳人，上海工程技术大学实训中心实验师，硕士，主要从事CAD/CAM/CAE研究等，(E-mail)ssgl201### 163.com。

2013年5月 武 福，等：-种求解柔性作业车间调度问题的混合智能算法 ·133·5 结论本研究在蚁群算法 的基础上提 出了新的求解 多目标柔性 job-shop调度问题 的混合智能算 法。FJSP与 JSP的不同在于增加 了机器选择这-环节 ，使得求解更加 复杂 ，采用蚁群算法 寻径 生成初始群体 ，利用遗传算法进行 调度的路径优化 ，利用粒子群算法对蚁群算法 中的信 息素进行优化 ，使算法能够快速跳出局部 收敛 ，达 到全局最优 。经仿真 比较 ，证明该算法是有效 、可行 的。这种将不 同算法优势相结合的策略对于类似 FJSP的组合优化问题，具有较好的求解效果 ，这也是未来发展和研究 的方向之-。