基于NX6.0的整体叶轮多轴加工技术

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，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，对表面质量要求不高，因此，提高其效率对提高曲面加工效率及降低加工成本具有重要意义。在NX加工状态下，在“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。其刀具路径见图2。

    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，刀具要在通道内合理摆动，使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)这一功能对叶轮通道加工非常有用，它通过在叶片与轮毂的交线上定义一系列的矢量来控制刀轴，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间的残留区。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。刀轴控制矢量见图3。

    图3 刀轴控制矢量

    在创建操作对话框中，选择类型“mill_multiaxis”多轴铣加工操作建立模板，再选择VARIABLE_CONTOUR”子类型变轴铣。几何体选择整体叶轮，为了避免过切现象，选择流道两侧面为干涉检查面，选择驱动方式为“表面积”，刀轴选择“插补”。选用直径为20mm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、离开及移刀运动的设置，其中“安全设置”设置为“球”半径，选择250mm。生成的刀具路径见图4。用刀路变换命令加工其余流道曲面。

    图4 流道粗加工路