POWERMILL在叶轮四轴加工中的应用

1 前言

　　整体叶轮是一类具有代表性且造型比较规范、典型的复杂零件，其形状特征明显，工作型面的设计涉及到空气动力学、流体力学等多个学科，因此曲面加工手段、加工精度和加工表面质量对其性能参数都有很大影响。在数控铣削中，四轴、五轴数控加工因具备有效避免干涉、可侧铣直纹面、切削状态良好等优点，从而成为提高整体叶轮加工效率和质量的首选。

　　本文基于整体叶轮的几何特征，利用PowerMILL10.0软件对其进行加工轨迹规划，详细阐叙了叶轮加工的要点及加工的参数，对于编制叶轮四轴加工程序有详细的介绍，为读者今后加工同类型零件提供了一定的借鉴。

2 PowerMILL的工作流程

　　PowerMILL是由英国Delcam Plc公司开发的一个独立运行、世界领先的专业数控加工编程软件。它的功能齐备，加工策略极其丰富，适用于广泛的工业领域。PowerMILL独有的5轴加工策略、高效粗加工策略以及高速精加工策略，可生成最有效的加工路径，确保最大限度地发挥机床潜能。它功能强大，易学易用，可快速、准确地产生能最大限度发挥CNC数控机床生产效率的、无过切的粗加工和精加工刀具路径，确保生产出高质量的零件。

3 叶轮的编程

　　3.1 检查分析模型

　　整体叶轮的关键体素是叶片，叶片曲面可以分为直纹曲面和自由曲面（非直纹曲面），其中直纹面又可分为可展直纹面和非可展直纹面。此外，为合理选择刀具并生成加工轨迹，也要确定流道的进水口宽度、出水口宽度等参数值。对叶轮零件进行测量可知叶片根部的R为1.5MM，叶片最厚处为1MM、最薄处为0.6MM，出水口处宽度为15MM、进水口处宽度为9MM。叶片的侧面为可展直纹面、叶轮流道的底面为自由曲面（非直纹曲面）。根据叶轮的几何结构特点和使用要求，我们可以发现叶片的壁薄易发生变形，开粗时应留出足够多的余量给精加工，叶片表面要求光滑，刀路必须顺滑、刀路中间不能有接刀痕。

　　由于不是所有叶轮都可以用四轴加工中心加工，所以我们还要分析一下零件的可加工性。四轴加工中心是通过零件沿旋转轴方向作匀速进给，同时绕旋转轴作匀速旋转运动，使刀具在空间形成运动轨迹为阿基米德螺旋线等空间复杂曲线，沿径向由外向内逐层切削从而完成零件的加工。分析图形我们可以发现，叶轮叶片的扭曲度不大，叶片间的间隙较宽，当零件绕旋转轴慢慢旋转，我们沿着零件的直径方向看过去，产生的试加工刀路所有的刀轴都平行于曲面的经线，也就是说所有的曲面都可以加工到，由此我们可以确定此叶轮可以使用四轴加工中心加工。