精雕軟件5軸學(xué)習(xí)第十二章

1、 十二章 葉輪加工12.1葉輪加工模塊概述圖12-1整體葉輪及特征名稱(chēng)整體葉輪的加工一直是機(jī)械加工中長(zhǎng)期困擾我們的難題，常規(guī)的編程模式很難滿足這類(lèi)工件的加工。在葉片之間有大量的材料需要去除。為了使葉輪滿足氣動(dòng)性的要求，葉片常采用大扭角、根部變圓角的結(jié)構(gòu)，這給葉輪的加工提出了更高的要求。加工困難的地方還包括：加工槽道變窄，葉片相對(duì)較長(zhǎng)，剛度較低，屬于薄壁件零件，加工過(guò)程中極易變形；相鄰葉片空間極小，在清角加工時(shí)刀具直徑較小，刀具容易折斷；葉片扭曲嚴(yán)重，加工時(shí)極易產(chǎn)生干涉，加工難度較大。ES-SurfMill6.0提供了基于特征的五軸葉輪專(zhuān)用加工模塊，使葉輪的加工變得前所未有的簡(jiǎn)單。此專(zhuān)業(yè)功能包含

2、了葉輪加工的開(kāi)粗、精加工、清根等全部策略，只需定義包覆面、輪轂面、主葉片、分流葉片和倒角面等加工域，通過(guò)設(shè)定幾個(gè)簡(jiǎn)單的參數(shù)，選擇合理的走刀策略，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)調(diào)整刀軸生成光滑、無(wú)干涉的路徑，可以大量減少編程時(shí)間、降低編程難度。此模塊包含在特征加工組中，見(jiàn)下圖。圖12-2葉輪加工方法選擇12.2葉輪模塊加工域選擇 葉輪加工是基于特征的，因此要選擇一些特征曲面作為加工域，見(jiàn)圖12-3，包括干涉檢查曲面、邊界曲線、輪轂曲面、包覆曲面、葉片曲面、分流葉片、倒角面等形狀特征，特征曲面的名稱(chēng)可參考圖12-1。 圖12-3葉輪加工加工域選擇12.3葉輪模塊加工方式及參數(shù)說(shuō)明圖12-4葉輪加工參數(shù) 整體葉輪加工

3、中包括分層粗加工、葉片精加工、流道精加工和倒角精加工四種加工方式，能夠完整的生成整體葉輪的加工路徑，同時(shí)每種方式中又包含了更多的特殊應(yīng)用。圖12-5葉輪加工方式12.3.1公共參數(shù) 參數(shù) 說(shuō)明葉片個(gè)數(shù)指整體葉輪主葉片的個(gè)數(shù)，不包括分流葉片，這個(gè)參數(shù)一定要正確設(shè)定。初始仰角為仰角偏移規(guī)定一初始方向，包括葉輪徑向、輪轂面法向和包覆面法向三種。葉輪徑向：使用葉輪的徑向做為仰角的初始方向。圖12-6葉輪徑向輪轂面法向：使用輪轂面的法向做為仰角的初始方向。圖12-7輪轂面法向包覆面法向：使用包覆面的法向做為仰角的初始方向。圖12-8包覆面法向設(shè)置刀軸方向偏移主要是對(duì)路徑的初始仰角和方位角進(jìn)行調(diào)整，使生成

4、的路徑避免干涉、盡量減少轉(zhuǎn)臺(tái)擺動(dòng)量、生成的路徑更加光順，包括頂部仰角增量、底部仰角增量、頂部方位角增量和底部方位角增量四個(gè)參數(shù)。仰角是指在世界坐標(biāo)系下，刀軸與XOY平面所成的夾角，范圍在-90到90度之間；方位角是指在世界坐標(biāo)系下，刀軸在XOY平面的投影與X軸順時(shí)針?lè)较蛩傻膴A角，范圍在0到360度之間。仰角頂部仰角增量：葉輪頂部仰角偏移的角度。仰角增量角度正負(fù)以葉輪底部指向頂部方向?yàn)橐罁?jù)，刀具沿此方向向前傾斜為正，反之為負(fù)；底部仰角增量：葉輪底部仰角偏移的角度，正負(fù)判斷同上。圖12-9仰角調(diào)整示意方位角頂部方位角增量：葉輪頂部方位角偏移的角度。角度增量的正負(fù)依據(jù)右手定則判定。大拇指沿葉輪底部

5、指向頂部方向看，四指環(huán)繞方向?yàn)檎?，反之為?fù)。底部方位角增量：葉輪底部方位角偏移的角度，正負(fù)判斷同上。圖12-10方位角調(diào)整示意平均初始仰角只在初始仰角使用輪轂面和包覆面法向的時(shí)候才可以選擇，取一平均值，使初始仰角為一固定方向。輪轂面偏移有時(shí)葉片與輪轂面沒(méi)有完全相交，導(dǎo)致路徑不連續(xù)，給輪轂面一偏移量，可以避免此問(wèn)題發(fā)生。包覆面偏移與輪轂面偏移一樣，可以避免路徑不連續(xù)的情況的發(fā)生。往復(fù)走刀選擇此選項(xiàng)，使切削方向往復(fù)變化，可以減少抬刀，提高加工效率。旋轉(zhuǎn)陣列選擇此選項(xiàng)，可以按照葉片個(gè)數(shù)對(duì)路徑進(jìn)行旋轉(zhuǎn)陣列，生成整個(gè)葉輪的加工路徑。12.3.2 葉輪分層粗加工及參數(shù)分層粗加工能夠以型腔順序連續(xù)完成流道的

6、開(kāi)粗加工，此功能基于毛坯計(jì)算，減少空切路徑；提供區(qū)域流線、環(huán)切等多種區(qū)域走刀方式，改善切削條件。圖12-11葉輪分層粗加工圖示圖12-12分層粗加工參數(shù)偏移方式：包括輪轂面偏移和流線偏移兩種方式。參數(shù)名稱(chēng)圖示參數(shù)說(shuō)明輪轂面偏移層切路徑是按輪轂面偏移與葉片相交的方式生成的，路徑間距均勻，加工效率相對(duì)流線偏移效率要高（注意：粗加工影響層與層之間的距離，精加工影響路徑間距）。流線偏移層切路徑是按葉片的流線走向方式生成的，路徑間距沒(méi)有輪廓面偏移均勻（注意：粗加工影響層與層之間的距離，精加工影響路徑間距）。區(qū)域走刀方式：包括區(qū)域流線、區(qū)域環(huán)切和區(qū)域劃槽三種方式。參數(shù)名稱(chēng)圖示說(shuō)明區(qū)域流線路徑是按照兩葉片之

7、間形成的區(qū)域的流線方向生成的區(qū)域環(huán)切在兩葉片之間的區(qū)域以環(huán)切的方式生成加工路徑區(qū)域劃槽在兩葉片中間位置生成一單線劃槽路徑，適合沒(méi)有分流葉片的葉輪開(kāi)粗其中區(qū)域流線走刀方式有兩個(gè)單獨(dú)的參數(shù)：“限定路徑條數(shù)”和“從中間向兩邊走刀”?！跋薅窂綏l數(shù)”可以控制按流線生成路徑的條數(shù)，此選項(xiàng)起作用的時(shí)候，設(shè)置的路徑間距不再起作用；“從中間向兩邊走刀”可以防止第一刀在葉片邊吃刀量大，使葉片變形。圖12-13“限定路徑條數(shù)”和“從中間向兩邊走刀”參數(shù) 圖12-14限定路徑條數(shù)圖示 圖12-15從中間向兩邊走刀圖示12.3.3 葉片精加工及參數(shù) 根據(jù)不同葉片的幾何形狀，葉片可以采用點(diǎn)銑或側(cè)銑兩種方式進(jìn)行，特別是點(diǎn)

8、銑可以加工任何幾何形狀的葉片，適用于高速加工和側(cè)銑切削無(wú)法滿足加工精度時(shí)的葉片加工；葉輪模塊的葉片精加工就是采用點(diǎn)銑的方式進(jìn)行加工的，適合完整葉片和部分葉片面的精加工，葉片路徑可以按照輪轂面偏移和流線偏移兩種方式生成，滿足不同情況加工要求。圖12-16葉片精加工參數(shù)說(shuō)明限定加工葉片用在有分流葉片的時(shí)候，控制主葉片和分流葉片路徑的生成。 圖12-17限定加工葉片參數(shù)只加工主葉片：只生成主葉片的路徑，分流葉片不生成；只加工分流葉片：只生成分流葉片的路徑，主葉片不生成；所有葉片：主葉片和分流葉片都生成路徑。設(shè)置加工范圍用來(lái)控制葉片的加工范圍，通過(guò)百分比0100%來(lái)控制。此功能可以實(shí)現(xiàn)同一葉片分段使用

9、不同的路徑間距、精加工之前對(duì)殘料多的根部先進(jìn)行清根再精加工、精加工后使用小刀具進(jìn)行清根等三種用途。 圖12-18設(shè)置加工范圍參數(shù)設(shè)置和圖示12.3.4流道精加工及參數(shù)適合完整流道面的加工，包括區(qū)域流線和區(qū)域環(huán)切兩種區(qū)域走刀方式，來(lái)滿足流道加工的需要。其中最常用的是區(qū)域流線走刀方式，區(qū)域流線走刀方式的參數(shù)“限定路徑條數(shù)”和“從中間向兩邊走刀”可參考葉輪粗加工。圖12-19流道精加工12.3.5倒角精加工及參數(shù)可以根據(jù)上一把精加工刀具直徑自動(dòng)生成合理的清根路徑，改善葉片根部加工質(zhì)量。圖12-20倒角加工上把刀具圓角半徑：指定上道葉片加工工序的刀具圓角半徑，一般設(shè)置的比實(shí)際 大一點(diǎn)。圖12-21上把

10、刀具圓角半徑參數(shù)12.4葉輪加工其它的刀具路徑參數(shù)設(shè)置葉輪加工除了上述的一些參數(shù)外，其它的一些刀具路徑參數(shù)設(shè)置與其它的多軸功能一樣，只有在工件避讓中有一專(zhuān)有參數(shù)-起末點(diǎn)A角回零，目的是使葉輪路徑更加安全，這個(gè)參數(shù)默認(rèn)勾選。圖12-22起末點(diǎn)A角回零參數(shù) 圖12-23起末點(diǎn)A角回零示意圖葉輪刀軸的計(jì)算一般采用自動(dòng)計(jì)算的方式，設(shè)定仰角及仰角變化規(guī)律，通過(guò)調(diào)整方位角獲得不過(guò)切、不干涉的加工路徑，因此刀軸方向里只有自動(dòng)。圖12-24刀軸控制12.5葉輪加工的一些注意事項(xiàng)1) 編程的時(shí)候刀軸方向偏移的原則是盡量使轉(zhuǎn)臺(tái)擺動(dòng)幅度越小、加工刀具避空越短；2) 計(jì)算路徑的時(shí)候最好使用有效刃長(zhǎng)、刀桿和刀柄等按照實(shí)際設(shè)置的刀具來(lái)進(jìn)行；3) 如果刀具需要避空，不要直上直下采用一個(gè)直徑避空，盡量按錐度避空，增加刀具強(qiáng)度。4) 目前葉輪加工模塊的路徑生成功能只能支持球刀或錐度球刀。5) 加工