淺論實(shí)用型渦輪葉片精鑄模具CAPP系統

渦輪葉片作為航空發(fā)動(dòng)機的關(guān)鍵部件之一。其設計結構和制造質(zhì)量是影響發(fā)動(dòng)機整體性能的重要因素。為使渦輪葉片能承受   高的溫度?，F代航空發(fā)動(dòng)機采用全新的結構設計和溫合金。使用的冷卻技術(shù)，通過(guò)渦輪葉片內許多而復雜的冷卻通孔對葉片進(jìn)行對流、沖擊和局部氣膜冷卻。這種設計必然導致渦輪葉片具有復雜的內型和外型。將增加其制造難度，延長(cháng)其制造周期。如何提高航空發(fā)動(dòng)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(wèn)題；同時(shí)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   建設的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。目前，航空發(fā)動(dòng)機渦輪葉片主要采用無(wú)余量熔模鑄造輔以機械加工的工藝來(lái)完成。常規流程   先   通過(guò)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(guò)蠟模匹配壓型、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(guò)程中蠟型和陶瓷型芯精鑄模具的設計和生產(chǎn)是其"瓶頸"，是整個(gè)工藝過(guò)程中   復雜、周期   長(cháng)的工藝。本文對CAPP(ComputerAidedProcessPlanning)技術(shù)在渦輪葉片精鑄模具的設計和制造技術(shù)中的發(fā)展和應用作一介紹。

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(jìn)行嚴密的技術(shù)封鎖，因此現有渦輪葉片精鑄模具的設計和生產(chǎn)水平已成為影響我國航空發(fā)動(dòng)機乃至現代航空工業(yè)發(fā)展的因素之一。

隨著(zhù)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)應做出敏捷的反應。并能、高質(zhì)、提供所需的各類(lèi)模具，來(lái)完成產(chǎn)品的制造。顯然，傳統的模具設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(jìn)行模具工業(yè)的技術(shù)改造。用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的設計與制造技術(shù)水平，是推動(dòng)模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節。

CAPP是運用計算機技術(shù)協(xié)助工藝設計人員進(jìn)行工藝設計的一種技術(shù)。是以計算機技術(shù)為支撐的信息時(shí)代環(huán)境下的產(chǎn)物。與傳統的工藝設計相比，它在設計方法、設計過(guò)程、設計質(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(diǎn)在于，CAPP可以使工藝設計人員擺脫大量、繁瑣的重復勞動(dòng)；縮短工藝設計周期，工藝設計質(zhì)量，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭能力：提高產(chǎn)品工藝的重用性，   大限度地利用現有資源，降低生產(chǎn)成本；使沒(méi)有豐富經(jīng)驗的工藝師設計出   的工藝規程，以當前制造業(yè)工藝設計任務(wù)繁重但缺少有經(jīng)驗工藝設計人員的矛盾；有助于推動(dòng)企業(yè)工藝設計的標準化和工藝管理的化。目前．我國在采用CAPP技術(shù)設計和制造模具方面。無(wú)論是從應用的廣泛性還是技術(shù)水平上來(lái)看。都與發(fā)達工業(yè)   存在較大的差距。尤其是在應用CAPP技術(shù)進(jìn)行工藝過(guò)程設計方面，效果很不理想，需要進(jìn)行大量的標準化基礎工作。

目前。某些數控技術(shù)實(shí)驗室對結構復雜盼渦輪葉片在UG二次的基礎上完成了精鑄模具3D設計及裝配干涉仿真．制造過(guò)程主要采用數控加工及特種加工的方式，但工藝過(guò)程設計現仍采用傳統的手工編制的方式。致使設計與制造   脫離。手工編制工藝的主要瓶頸表現在：要求設計人員具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗、設計過(guò)程任務(wù)過(guò)于繁瑣、工藝數據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構和活塊零件的形狀較復雜．工藝設計易受到諸如企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、制造資源、生產(chǎn)批量、工藝習慣、工藝方法、工藝設計人員工藝水平等因素的影響：隨著(zhù)信息技術(shù)、計算機水平的不斷發(fā)展．現行通用CAPP系統在對渦輪葉片精鑄模具的工藝設計過(guò)程中無(wú)法針對具體產(chǎn)品、具體制造環(huán)境做到高質(zhì)   的應用。因此，針對數控技術(shù)實(shí)驗室的資源環(huán)境和工藝人員的使用需求，實(shí)用型渦輪葉片精鑄模具CAPP系統具有重要意義。

2實(shí)用型渦輪葉片精鑄模具CAPP系統的主要內容

工藝設計就是為被加工零件規定合理的工藝過(guò)程、工藝操作規程、工藝裝備和工藝參數等，它是一項經(jīng)驗性且隨著(zhù)制造環(huán)境的變化而多變的決策過(guò)程，是連接產(chǎn)品設計與產(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)模式已占主導地位，傳統的工藝設計方法已不能適應制造業(yè)的發(fā)展需要。其主要表現在于采用人工設計方式。設計任務(wù)繁瑣、重復工作量大、工作效率低：設計周期長(cháng)，難以滿(mǎn)足產(chǎn)品周期越來(lái)越短的需求：受工藝人員的經(jīng)驗和技術(shù)水平限制，工藝設計質(zhì)量難以；設計手段落后，難以實(shí)現工藝設計的重用性、規范性、標準化和化。顯然。傳統工藝，設計方式已不能滿(mǎn)足現代制造業(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(dòng)機關(guān)鍵零件設計制造中遇到的難題．深入研究航空產(chǎn)品模具設計和制造方法．以及現有設計體系中的軟件、工程數據等資源的信息集成的相關(guān)技術(shù)是實(shí)現"渦輪葉片精鑄模具CAPP系統"的重要內容。

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