基于UG NX6.0的整体叶轮的多轴加工数控技术

　　SWARF 方法也叫侧刃或表面驱动法，SwARF驱动刀轴随叶片直纹面的U 向或V向连续变化，刀具底部接触轮毂面。侧面接触叶片表面形成单条刀路，从而实现叶片的精加工。在创建操作对话框中，选择类型“mill_multi_zxis”多轴铣加工操作建立模板，选择“VARIABLE_CONTOUR”子类型变轴铣。选择驱动方式为“表面积”，为了加工到位，曲面百分比方法设置如图。刀轴选择“侧刃驱动”，切削模式选择单向。选用直径为20 mm 的球刀加工，部件留余量为0。产生的刀具路径如图6所示，用刀路变换命令加工其余叶轮曲面。

图5 曲面百分比设置

图6 叶轮精加工路径

　　4.4 流道精加工

　　同样选择类型“mill_multi_zxis”多轴铣加工操作建立模板，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”步进方式采用“残余波峰高度”，残余高度为0．005 mm，选用直径为20mm的球刀加工。用刀路变换命令加工其余流道曲面。

图7 流道精加工刀具路径 

　　4.5 叶片底部圆角清根加工

　　同样选择类型“mill_multi_zxis”多轴铣加工操作建立模板，选择“VARIABLE_CONTOUR”子类型变轴铣。几何体选择根部圆角部位，选择驱动方式为“表面积”，刀轴选择“相对于驱动体”步进方式采用数字控制模式，步数为15步，设置非切削移动参数→传递／连接选项→区域之间→“安全设置”为“球”，半径选择200 mm，刀具使用R8的球刀，用刀具路径变换命令加工其余叶片底部圆角。

图8 叶片底部圆角清根刀具路径

　　4.6 机床模拟加工仿真

　　UG系统自带有3种类型的五轴机床。本文选用其中的回转/摆动型机床进行虚拟仿真加工。摆头旋转轴是B轴，转台旋转轴是C轴。通过机床导航器调入机床组件和刀具组件。叶轮零件安放在转台上面即可进行加工仿真。

5 结束语

　　本文利用UG NX6．0软件对整体叶轮进行了加工仿真，合理选择了加工使用的刀具和机床，并针对流道和叶片的几何特征确定了刀轴的控制方式，选择了适当的刀具轨迹驱动方法进行了流道和叶片加工轨迹生成。

　　文中介绍的对流道的加工采用刀具轴插补加工。这种方式可以通过在指定的点定义矢量方向来控制刀具轴，当驱动或零件几何体非常复杂，又没有附加刀具轴控制几何体时，插补 具轴可以控制剧烈的刀具轴变化，调节刀轨，避免碰到障碍物。指定的矢量越多，对刀具轴的控制越多。使用这种方法时，驱动几何体引导刀具侧刃，零件几何体引导刀具底部，可以控制输出很好的加工刀轨，加工出来的曲面质量。

　　对于五轴加工来说，最难最重要的是避免发生干涉。本文对流道和底部圆角加工时对刀具的进退刀进行了控制，依据叶轮的特征，区域之间快速移动时以球的方式控制刀轴的移动，使刀轨变得更清晰，这样不仅提高加工效率，而且使加工变得更加安全。