淺論實用型渦輪葉片精鑄模具CAPP系統(tǒng)

渦輪葉片作為航空發(fā)動機的關(guān)鍵部件之一。其設(shè)計結(jié)構(gòu)和制造質(zhì)量是影響發(fā)動機整體性能的重要因素。為使渦輪葉片能承受   高的溫度。現(xiàn)代航空發(fā)動機采用全新的結(jié)構(gòu)設(shè)計和溫合金。使用的冷卻技術(shù)，通過渦輪葉片內(nèi)許多而復(fù)雜的冷卻通孔對葉片進行對流、沖擊和局部氣膜冷卻。這種設(shè)計必然導(dǎo)致渦輪葉片具有復(fù)雜的內(nèi)型和外型。將增加其制造難度，延長其制造周期。如何提高航空發(fā)動機渦輪葉片的制造工藝水平，縮短制造周期，不僅是影響我國新機研制水平的核心問題；同時對于批量生產(chǎn)而言，也是影響我國航空工業(yè)的發(fā)展和   建設(shè)的一個關(guān)鍵問題。目前，航空發(fā)動機渦輪葉片主要采用無余量熔模鑄造輔以機械加工的工藝來完成。常規(guī)流程   先   通過模具成型的方式獲取鑄造所使用的   蠟型和陶瓷型芯．然后通過蠟?zāi)Ｆヅ鋲盒?、制殼等直至完成這些航空產(chǎn)品的鑄造。在這一系列工藝過程中蠟型和陶瓷型芯精鑄模具的設(shè)計和生產(chǎn)是其"瓶頸"，是整個工藝過程中   復(fù)雜、周期   長的工藝。本文對CAPP(ComputerAidedProcessPlanning)技術(shù)在渦輪葉片精鑄模具的設(shè)計和制造技術(shù)中的發(fā)展和應(yīng)用作一介紹。

1CAPP技術(shù)在模具制造中的作用

渦輪葉片等航空產(chǎn)品精鑄模具，是一種產(chǎn)品。又是一種技術(shù)密集型產(chǎn)品，加之各國為了   進行嚴密的技術(shù)封鎖，因此現(xiàn)有渦輪葉片精鑄模具的設(shè)計和生產(chǎn)水平已成為影響我國航空發(fā)動機乃至現(xiàn)代航空工業(yè)發(fā)展的因素之一。

隨著工業(yè)的發(fā)展。對模具工業(yè)的要求是：面對工業(yè)產(chǎn)品的   新?lián)Q代。模具業(yè)應(yīng)做出敏捷的反應(yīng)。并能、高質(zhì)、提供所需的各類模具，來完成產(chǎn)品的制造。顯然，傳統(tǒng)的模具設(shè)計與制造模式是難以達到這種要求的。業(yè)已證明，要達到這樣的要求，   的出路是進行模具工業(yè)的技術(shù)改造。用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的設(shè)計與制造技術(shù)水平，是推動模具工業(yè)技術(shù)進步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

CAPP是運用計算機技術(shù)協(xié)助工藝設(shè)計人員進行工藝設(shè)計的一種技術(shù)。是以計算機技術(shù)為支撐的信息時代環(huán)境下的產(chǎn)物。與傳統(tǒng)的工藝設(shè)計相比，它在設(shè)計方法、設(shè)計過程、設(shè)計質(zhì)量和效率等各方面都發(fā)生．了質(zhì)的變化。其主要優(yōu)點在于，CAPP可以使工藝設(shè)計人員擺脫大量、繁瑣的重復(fù)勞動；縮短工藝設(shè)計周期，工藝設(shè)計質(zhì)量，提高產(chǎn)品的市場競爭能力：提高產(chǎn)品工藝的重用性，   大限度地利用現(xiàn)有資源，降低生產(chǎn)成本；使沒有豐富經(jīng)驗的工藝師設(shè)計出   的工藝規(guī)程，以當前制造業(yè)工藝設(shè)計任務(wù)繁重但缺少有經(jīng)驗工藝設(shè)計人員的矛盾；有助于推動企業(yè)工藝設(shè)計的標準化和工藝管理的化。目前．我國在采用CAPP技術(shù)設(shè)計和制造模具方面。無論是從應(yīng)用的廣泛性還是技術(shù)水平上來看。都與發(fā)達工業(yè)   存在較大的差距。尤其是在應(yīng)用CAPP技術(shù)進行工藝過程設(shè)計方面，效果很不理想，需要進行大量的標準化基礎(chǔ)工作。

目前。某些數(shù)控技術(shù)實驗室對結(jié)構(gòu)復(fù)雜盼渦輪葉片在UG二次的基礎(chǔ)上完成了精鑄模具3D設(shè)計及裝配干涉仿真．制造過程主要采用數(shù)控加工及特種加工的方式，但工藝過程設(shè)計現(xiàn)仍采用傳統(tǒng)的手工編制的方式。致使設(shè)計與制造   脫離。手工編制工藝的主要瓶頸表現(xiàn)在：要求設(shè)計人員具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗、設(shè)計過程任務(wù)過于繁瑣、工藝數(shù)據(jù)的準確性難以以及信息集成度低等方面。渦輪葉片精鑄模具的結(jié)構(gòu)和活塊零件的形狀較復(fù)雜．工藝設(shè)計易受到諸如企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、制造資源、生產(chǎn)批量、工藝習(xí)慣、工藝方法、工藝設(shè)計人員工藝水平等因素的影響：隨著信息技術(shù)、計算機水平的不斷發(fā)展．現(xiàn)行通用CAPP系統(tǒng)在對渦輪葉片精鑄模具的工藝設(shè)計過程中無法針對具體產(chǎn)品、具體制造環(huán)境做到高質(zhì)   的應(yīng)用。因此，針對數(shù)控技術(shù)實驗室的資源環(huán)境和工藝人員的使用需求，實用型渦輪葉片精鑄模具CAPP系統(tǒng)具有重要意義。

2實用型渦輪葉片精鑄模具CAPP系統(tǒng)的主要內(nèi)容

工藝設(shè)計就是為被加工零件規(guī)定合理的工藝過程、工藝操作規(guī)程、工藝裝備和工藝參數(shù)等，它是一項經(jīng)驗性且隨著制造環(huán)境的變化而多變的決策過程，是連接產(chǎn)品設(shè)計與產(chǎn)品制造的橋梁，它的質(zhì)量和效率直接影響企業(yè)制造資源的配置與優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)組織效率、產(chǎn)品成本與制造周期等方方面面。當前，技術(shù)發(fā)展。產(chǎn)品   新?lián)Q代頻繁，多品種、小批量的生產(chǎn)模式已占主導(dǎo)地位，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計方法已不能適應(yīng)制造業(yè)的發(fā)展需要。其主要表現(xiàn)在于采用人工設(shè)計方式。設(shè)計任務(wù)繁瑣、重復(fù)工作量大、工作效率低：設(shè)計周期長，難以滿足產(chǎn)品周期越來越短的需求：受工藝人員的經(jīng)驗和技術(shù)水平限制，工藝設(shè)計質(zhì)量難以；設(shè)計手段落后，難以實現(xiàn)工藝設(shè)計的重用性、規(guī)范性、標準化和化。顯然。傳統(tǒng)工藝，設(shè)計方式已不能滿足現(xiàn)代制造業(yè)的要求。

針對在PDM、網(wǎng)絡(luò)和并行工程環(huán)境下中小型航空發(fā)動機關(guān)鍵零件設(shè)計制造中遇到的難題．深入研究航空產(chǎn)品模具設(shè)計和制造方法．以及現(xiàn)有設(shè)計體系中的軟件、工程數(shù)據(jù)等資源的信息集成的相關(guān)技術(shù)是實現(xiàn)"渦輪葉片精鑄模具CAPP系統(tǒng)"的重要內(nèi)容。

工藝規(guī)程設(shè)計是CAPP   基本和   核心的功能。針對數(shù)控技術(shù)實驗室的制造環(huán)境，深入研究工藝規(guī)程設(shè)計理論并實用型渦輪葉片精鑄模具工藝規(guī)程設(shè)計原型系統(tǒng)，整合重復(fù)性工作，尋找工藝規(guī)劃規(guī)律，規(guī)范工藝規(guī)劃過程，提高信息集成度，對于降低設(shè)計人員的工作強度，縮短工藝規(guī)劃周期，增強產(chǎn)品的經(jīng)濟時效性具有重要意義。同時?？梢詾樯钊霚u輪葉片精鑄模具CAPP系統(tǒng)及數(shù)控技術(shù)實驗室實施信息化制造打下良好的基礎(chǔ)。