基于EdgeCAM的整体叶轮的车铣复合加工

2 整体叶轮的加工工艺方案 

　　2.1 车铣复合加工机床

　　车铣复合加工设备应用的领域广泛，除可以应用于某些产品的大批量加工场合之外，对于一些小批量或单件的生产，车铣复合加工设备也大有用武之地，因其具有至少一个旋转轴的控制能力，使其应用范围得以扩展，甚至可以替代多坐标联动加工中心的工作。

　　车铣复合加工机床，可以通过双刀架的同步操作来完成零件的多个工序加工，同一个工件由于有多种加工工序，在利用计算机辅助加工软件完成零件编程的同时，可以通过工序的优化，在加工条件允许的前提下，尽量使两个刀架同时处于工作状态，无疑可以有效地缩短加工时间。

　　车铣复合加工机床一般有普通的C&Y车铣设备和具有B轴功能的高端车铣设备，普通的C&Y车铣设备通过X，Y，C三轴联动来完成型面的加工，对具有B轴功能的高端车铣设备来说，通过B轴摆角定位加工或者X，Y，Z，B和C五轴加工，可以获得更好的加工表面质量。

　　实验所用机床是从日本马扎克(MAZAK)公司进口的车铣复合加工机床INTECREX-1001V，其模拟机床如图2所示，它具有双主轴双刀架，X，Y，Z，B和C五轴可联动。

    图2 模拟车铣复合机床

　　2.2 确定整体叶轮加工工艺

　　针对数控加工工艺规划的一般步骤，拟定出整体叶轮初步加工工艺方案，然后进行参数优化，最后得到的加工工艺过程如表1所示。

    表1 数控加工工艺过程卡

3 整体叶轮CAM及仿真

　　整体叶轮的几何形状比较复杂，流道狭窄、叶片薄且弯曲程度大，极易发生碰撞干涉，因此，其加工轨迹规划的主要难点体现于流道开槽粗、精加工和叶片型面加工。

　　EdgeCAM提供了大量的多轴车铣复合加工的方法，其中包括C&Y车铣、B轴加工、双刀塔加工、五轴联动加工等方法。

　　3.1 叶轮基本回转体车削加工

　　EdgeCAM提供了非常方便的双刀塔加工。将棒料加工成过渡毛坯时，首先进入车削加工环境，用上刀架加工右端面；再将当前刀架切换至下刀架，进行双刀架粗车外圆，上、下刀架加工的工序图如图3所示。其生成的刀轨如图4所示，加工出过渡毛坯。

    图3 双刀架粗车外圆

    图4 加工过渡毛坯生成的刀轨