基于UG NX6.0的整体叶轮的多轴加工数控技术

3 刀具的选择

　　为提高加工效率，存进行流道开粗和流道半精加工过程中尽可能选用大直径球头铣刀。但是也要注意使刀具直径小于叶片间最小距离；在叶片精加工过过程中，应在保证不过切的前提下尽可能选择大直径球头刀，即保证刀具半径大于流道和叶片的交接部分的最大倒圆半径。在对流道和相邻叶片的交接部分进行清根时，选择的刀具半径小于流通和叶片相接部分的最小倒圆半径。

4 数控编程

　　4.1 粗加工

　　粗加工是以快速切除毛坯余量为目的，其考虑的重点是加工效率，要求大的进给量和尽可能大的切削深度，以便在较短的时间内切除尽可能多的余量。粗加工对表面质量的要求不高，因此，提高粗加工效率对曲面加工效率及降低加工成本具有重要意义。在UG加工状态下，“创建操作”对话框中。选择类型“MIL-CONTOUR”建立机床控制操作，再选择子类型“CAVITY-MILL”型腔铣。这是三轴联动的粗加工模式。选用直径为25R5的圆角铣刀加工，切削方式采用“跟随部件”，背吃刀量的0．6mm，刀具与刀具之间的步距为刀具直径的65%，部件侧面与底面留余量0.5mm。

图2 整体粗加工路径 

　　4.2 开槽与扩槽

　　叶片扭曲且包角较大，刀具在通道内要合理摆动，使得刀具尽可能地接近叶片的两侧面而又不过切轮毂及轮盖。采用通常的刀轴驱动方法很难实现。刀轴插补(ToolAxis Interpolation)这一功能对于叶轮通道加丁非常有用，它通过在叶片与轮毂的交线上定义一系列的矢量以控制刀轴，轮毂面上其余刀具位置点的刀轴矢量由U、V 双向线性插值或样条插值获得。这样，刀轴能很好地按照加工的需要而得到控制。在不过切的情况下，最大限度地减少叶片面与轮毂之问的残留区。边界矢量的定义是一个十分细致的工作，其基本原则是避免刀轴的突变，保证刀轴平滑变化。

图3 刀轴控制矢量

　　在创建操作对话框中，选择类 “mill_multi_zxis”多轴铣加工操作建立模饭。选择“VARIABLE_CONTOUR”子类型变轴铣.几何体选择整体叶轮。为了避免有过切现象，选择流道两侧的面为干涉检查面。选择驱动方式为“表面积”。刀轴选择“插补”，选用直径为20 mm 的球刀加工。选择多重深度切削，步进方式采用增量式，增量值为0．5mm。部件留余量为0．3mm。加工时需要考虑进刀退刀的问题，在非切削参数设置界面，选择“传递快速”区域之间下拉条中定义好逼近、离开、移刀运动的设置。其中“安全设置”设置为“球”半径选择250mm。用刀路变换命令加工其余流道曲面。

图4 流道粗加工路径