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复杂叶轮(深井漩涡压力机零件)的五轴数控加工

发布时间:2014-07-08 作者:杨伟明 
关键字:五轴 数控加工 
叶轮(Impeller)作为发动机的至关重要的零部件之一,广泛应用到航空,航天与水资源能量转移等领域中。它的加工质量直接影响其空气动力性能,水或空气能量转移的效率和质量。故它的加工质量成为提高发动机效率与质量的只要指标,叶轮的整体结构非常复杂,从而导致数控加工技术一直成为制造行业的一个重点。在实际生产中,除了必需配备高精度的五坐标加工数控机床,另外先进的CAD/CAM编程软件对编写出合理的加工程序尤其重要。本文讲述如何使用Cimatron软件进行合理编写复杂叶轮的加工程序,此零件已MIKRONUCP710五轴加工中心上试切成功。

  3.4.5 在 Link 里面合理地设定水平圆弧相切进退刀方式。

  3.4.6 参数设定完毕,计算刀路程式。

  3.5 轮毂曲面半精加工与精加工。 轮毂曲面半精加工时,注意前面粗加工预留轮毂面 5mm 的余量,需要分层加工。 半精加工后轮毂面预留 0.2mm 余量作为后续的精加工。

  3.5.1 半精加工程序与 D15R2_L125mm 刀具粗加工策略是相同的。 此时只是需要改变刀具的类别,重新选择 D12R6mm 的刀具;按工艺分析中参数设定切削量,余量与转速,进给等参数。

  3.5.2 为了更加优化刀路轨迹, 在 Sorting 设定走刀方式为顺铣单向,从轮毂加工范围间下刀,向两边偏置走刀方式,以提高轮毂面的质量。

  3.5.3 刀轴控制 。 我们在 Tool Axis control ( 刀轴控制 ) 选择为Tilted through curve,选择两叶片空间平分曲线作为刀轴控制线 ,刀具将沿 3D 空间曲线移动加工,大大降低刀轴的摆动幅度。

  3.6 叶轮清根程序编写。

  3.6.1 进入五轴航空铣 , 选择 D10R5 的刀具 , 在 Patten 中选择Morph between 2 curves 策略。 选择圆角面作为驱动曲面,圆角上端部分边界为第一驱动曲线,圆角下端部分边界为第二驱动曲线,设定刀路轨迹延伸 10mm,设定驱动曲面余量为 0,其他加工参数按照工艺分析的参数一一对应设定。

  3.6.2 刀轴控制由程式根据曲面的曲率自动计算一个合理的偏摆角度。

  3.6.3 在干涉检查中的设定最关重要。 为了让刀具在清角加工过程中,与旁边的叶片不发生干涉,故我们需要把所有的叶片曲面选择做为干涉检查面,当刀具与曲面发生干涉,刀具将自动前倾/侧倾自动偏摆倾斜刀轴避开干涉区域。 同时,选择圆角面与轮毂面作为刀具轴向干涉的保护面,设定干涉余量为 0.005mm。

4.在五轴机床加工

  通过 Cimatron 的五轴后处理器输出加工 NC 代码。 只需要局部一个叶轮六分之一的程序即可,代码传输到机床以后,在机床控制系统通过程序的旋转阵列加工即可。

5.结束语

  在 Cimatron 软件中,结合实际工艺的分析可以高效,安全,智能地把复杂的异型叶轮在实际生产中得心应手地编写程序,输出安全的 G—CODE。 该程序已经在MIKRON UCP710 五轴加工中心上试切成功,在几何精度,尺寸精度,表面光洁度等各方面均达到客户所要求的范围内如图 2 所示。

数控加工

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