基于MasterCAM的彩顯模具數(shù)控加工應(yīng)用研究

1、基于MasterCAM的彩顯模具數(shù)控加工應(yīng)用研究摘要：CAM技術(shù)的迅猛發(fā)展，軟硬件水平的進一步完善，為模具工業(yè)提供了強有力的技術(shù)支持，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化的必然選擇。MasterCAM具備CAD/CAM功能，兼容性很好，能與幾乎所有的數(shù)控機床配合使用。一、引言模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)行業(yè)，模具工業(yè)的發(fā)展水平標志著一個國家的工業(yè)水平及產(chǎn)品開發(fā)能力。模具行業(yè)涉及了汽車工業(yè)、航空航天、軍工企業(yè)、家電工業(yè)、包裝工業(yè)和日用五金等幾乎全部的工業(yè)門類。在過去的20年中，我國模具工業(yè)得到了長足的進步，模具CAD/CAM技術(shù)的成功應(yīng)用為我國

2、的模具工業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動作用?，F(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標準化程度、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進的設(shè)計與制造技術(shù)和專用的機床設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)管理等。其中CAD/CAM技術(shù)在模具生產(chǎn)中的應(yīng)用，無疑占有很重要的地位。它被認為是現(xiàn)代模具技術(shù)的核心和重要的發(fā)展方向。為了提高模具企業(yè)的設(shè)計水平和加工能力，中國模具協(xié)會向全國模具行業(yè)推薦適合于模具企業(yè)使用的CAD/CAM系統(tǒng)。模具設(shè)計和加工使用的CAD/CAM系統(tǒng)，不要求系統(tǒng)十分龐大，但對某些方面要求較高，如曲面造型、三軸數(shù)控加工等。CAD/CAM系統(tǒng)的計算機硬件包括各種類型的計算機、存儲設(shè)備和輸入輸出設(shè)備。CAD/CAM系統(tǒng)的軟件是根據(jù)

3、系統(tǒng)硬件設(shè)備的配置，為適合某一個或多個設(shè)計應(yīng)用領(lǐng)域，所能完成某些特定功能的一組計算機應(yīng)用程序?，F(xiàn)今CAD/CAM系統(tǒng)軟件有Auto CAD、MasterCAM、3Dmax和Pro/ENGINEER等。CAM技術(shù)發(fā)展至今，無論在軟硬件平臺、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能特點等方面都發(fā)生了翻天覆地地變化。CAM的軟件平臺是Windows NT或Windows 2000，硬件平臺是高檔PC或NT工作站系列。隨著高檔NC控制系統(tǒng)的PC化、網(wǎng)絡(luò)化及CAM的專業(yè)化與智能化的發(fā)展，編程也可能會有較大的發(fā)展。它們擯棄了多層菜單式的界面形式，取而代之的是Windows界面，操作簡便，并附有項目管理和工藝管理樹結(jié)構(gòu)。新一代CAM

4、系統(tǒng)是基于知識的智能化的CAM系統(tǒng)，它面向?qū)ο蠛凸に囂卣?，能夠獨立運行，使相關(guān)性編程成為可能，并提供更方便的工藝管理手段。二、CAD/CAM在彩顯屏底模具制造中的應(yīng)用傳統(tǒng)的模具設(shè)計和制造方法主要有以下幾個方面的不足：(1)一次性設(shè)計合理性差;(2)設(shè)計、制造的串行工作模式周期長，效率低，不適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的形勢;(3)過度依賴設(shè)計制造人員的經(jīng)驗積累。隨著CAD/CAM系統(tǒng)功能的日趨成熟，CAD/CAM系統(tǒng)在各方面都得到廣泛應(yīng)用，尤其在模具行業(yè)中的應(yīng)用大大簡化了工藝設(shè)計過程，提高了模具的制造精度。現(xiàn)代模具制造工藝(見圖1)彌補了上述不足，增加了CAE(Computer Aided Engine

5、ering)和CAT(Computer Aided Testing)兩項功能。通過CAE，進行有限元分析。而CAT工序主要是利用三坐標測量儀，對已加工完模具的三維工作面最后檢驗是否合格，同時檢測的數(shù)據(jù)可以反饋給CAD工序，作為模具三維工作面的造型改進的參考。 圖1 現(xiàn)代模具制造工藝三、工藝流程分析彩顯玻殼模具是生產(chǎn)高質(zhì)量彩色顯示器玻殼的關(guān)鍵部分。由于彩色顯示器玻殼特殊的服役條件，對模具材料、內(nèi)在質(zhì)量和尺寸精度等都提出了嚴格的要求，制造難度很大。日本、美國和德等國家為此進行了20多年的開發(fā)研究，其各大彩色顯象管玻殼生產(chǎn)公司都擁有各自彩色顯示器玻殼模具生產(chǎn)專有技術(shù)和固定的模具生產(chǎn)基地。彩顯玻殼模具

6、的使用性能要求其材料應(yīng)具有較高的熱疲勞性能、較好的蠕變性能和良好的綜合機械性能，即不僅要保證模具在使用過程中塑性變形小，而且要有利于機械加工和修復(fù)。對于其物理性能則要求具有穩(wěn)定一致的熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱率和比熱等參數(shù)。另外，玻殼壓機以及配用的整套模具是高精度運轉(zhuǎn)配合的機器，各部分之間的配合精度極高，加上玻殼尺寸一致性要求，從而提出了對模具尺寸精度的高要求。要求屏底模有較高的蠕變極限、良好的熱疲勞性能，并能耐氧化、耐高溫。玻殼屏底模的加工工序一般分為為粗加工、一次加工和二次加工。根據(jù)彩顯屏底模的形狀及加工特性，二次加工的曲面精度要求很高，其定位基準均為底座下平面，為了減少裝夾次數(shù)，縮短工時，二次加工

7、需要全部在數(shù)控銑床或數(shù)控加工中心上進行。 為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的功能，在確定加工方案時應(yīng)考慮數(shù)控機床使用的合理性和經(jīng)濟性，一個零件往往可能有多種加工方案。例如，某些二維輪廓的側(cè)面可能是高度不太大的斜面，可利用三坐標聯(lián)動數(shù)控銑床經(jīng)過循環(huán)走刀銑出該輪廓，如圖2所示，但是，這種方案耗費工時太長，且表面質(zhì)量不高。應(yīng)采用成型刀進行成型銑削，如圖3所示。本設(shè)計中的15°斜面的銑削采用成型刀銑削，效果良好。    圖2 周向循環(huán)銑削   圖3 成型銑削在數(shù)控加工中，為了盡量減少輔助工時，要特別注意使用夾具來保證迅速完成加工零件的定位和夾緊過程。在加工中要盡量

8、減少工件裝夾次數(shù)，在一次裝夾中，應(yīng)盡可能多地完成各個工序工步，為此，定位時要考慮便于各個表面都被加工的定位方式。以底座下平面為定位基準，可以方便地完成其他各個曲面的加工。四、三維曲面和實體造型MasterCAM軟件的造型功能，使用戶在制作三維模型時，充分體會到它的魅力。對目前常見的數(shù)控機床，MasterCAM幾乎都有后置處理程序，因此這些機床都可以使用此軟件來編程。MasterCAM由Designs(造型)、Mill(銑削加工)、Lather(車削加工)和 Wire(數(shù)控加工模擬)4個模塊組成。而Design(造型)模塊是基礎(chǔ)，它也包含在Mill(銑削加工)模塊中?？臻g球面是主要的設(shè)計和加工面

9、。下面介紹繪制三維圖過程。設(shè)置構(gòu)圖深度為0，即Z：0.0000，構(gòu)圖面Cplane：T(俯視圖)，視角Gview：T(俯視圖)，單擊CreateRectangleOne point(繪圖矩形矩形基準點)，設(shè)置矩形的寬度和高度，基準點為原點，矩形即可繪制出來。單擊適度化按鈕，可將視圖調(diào)整到最佳狀態(tài)。 圖4 1/8曲面構(gòu)成 圖5 1/4昆氏曲面曲面有許多種，按其形成方式分為三類：幾何圖形曲面、自由形式曲面和編輯過的曲面，在生成曲面的過程中，要靈活運用動態(tài)旋轉(zhuǎn)、放大和適度化等操作。對于球面，選用生成昆氏曲面的方法，注意應(yīng)首先將1和2間的圓弧分成兩段，在圖4中對1/8曲面進行操作，也可完成另外1/8曲

10、面的操作，生成如圖5所示的1/4昆氏曲面。其余曲面，選用掃描曲面的生成。全部掃描完之后如圖7所示，封底操作同上用掃描曲面，最后將其鏡像拷貝生成實體如圖8所示的整個零件完整實體。   圖6 面的生成    圖7 1/4曲面的構(gòu)成 圖8 實體構(gòu)成 五、曲面加工仿真模擬產(chǎn)品的設(shè)計制造一般分為CAD、CAM及后處理(POST)等3個步驟。CAD的功能是生成機械加工中工件的幾何模型。CAM的功能是生成一種通用的刀具位置(刀具路徑)數(shù)據(jù)文件(NCI文件)，該文件包含有加工中進刀量、主軸轉(zhuǎn)速和冷卻控制等指令。后處理則是使用CNC控制器相應(yīng)的后處理器將NCI文件解譯成用

11、戶CNC控制器可以解讀的NC碼。有了CAD模型后，就可利用CAM系統(tǒng)提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進行數(shù)控編程。刀具路徑模擬是生成NC文件的必要前提，即數(shù)控工藝的創(chuàng)成為NC加工程序的生成準備了必要的工藝信息。下面以屏底模具的曲面部分的加工為例，介紹刀具軌跡的生成。在MasterCAM中，不同的加工模組用不同的參數(shù)來定義其生成的刀具路徑。這里采用的是三維銑床加工系統(tǒng)的挖槽加工。設(shè)定毛坯參數(shù)(進行工作設(shè)定)， 生成挖槽式刀具路徑，選擇所需加工的曲面，選擇挖槽銑削刀并設(shè)定刀具參數(shù)如圖9和圖10所示。 圖9 刀具參數(shù)設(shè)定一 圖10 刀具參數(shù)設(shè)定二在設(shè)置挖槽粗加工參數(shù)時涉及到走刀路線選擇問題。如圖11

12、所示的3種凹槽加工的走刀路線中，圖11b的走刀路線與球面輪廓最為接近，所以選圖11b的路線。     a)     b)     (c)圖11 三種走刀路線系統(tǒng)會自動計算曲面，進行刀具路徑的生成。生成的刀具路徑如圖12所示。 圖12 刀具路徑生成刀具路徑生成后，可進行實體模擬，如圖13所示。 圖13 實體仿真模擬六、CNC文件的生成刀具路徑生成后經(jīng)后置處理，就可以生成NC文件，即自動生成數(shù)控加工程序，這些程序可應(yīng)用于加工中心進行零件實體加工。本例中生成的曲面粗加工CNC程序較長，此處省

13、略。七、結(jié)束語CAM技術(shù)的迅猛發(fā)展，軟硬件水平的進一步完善，為模具工業(yè)提供了強有力的技術(shù)支持，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化的必然選擇。MasterCAM具備CAD/CAM功能，兼容性很好，能與幾乎所有的數(shù)控機床配合使用。它具有很強的三維立體造型功能和加工功能，并可進行刀具路徑仿真模擬，可以自動生成用于多種數(shù)控機床的NC代碼，高效地進行零件加工。我們所生成的CNC程序經(jīng)生產(chǎn)使用，完全滿足了彩顯模具的數(shù)控加工要求。MasterCAM五軸編程的問題MasterCAM8.0在四軸、五軸銑床加工中的應(yīng)用與技巧 MasterCAM8.0新增加

14、了多軸加工模塊，但在實際加工應(yīng)用中數(shù)控機床的控制器是不同的，在后置處理時，如果在MasterCAM8.0提供的后置處理文件夾Posts中找不到適合數(shù)控機床控制器的后置處理文件，或者經(jīng)過編輯某通用后置處理文件后，仍不能得到與數(shù)控機床控制器相適應(yīng)的后置處理文件，那么就無法將多軸加工模塊得到的NCI文件轉(zhuǎn)化成實際加工中可用的NC程序。 筆者在工作實踐中，通過適當?shù)霓D(zhuǎn)化使某些常用、典型的四軸、五軸加工在MasterCAM8.0上得以實現(xiàn)，并且成功后置處理成適合加工實際的四軸、五軸數(shù)控銑床控制器格式的NC程序。 一、四軸加工的應(yīng)用 衛(wèi)生巾切刀成型輥的數(shù)控加工主要是通過用平銑刀和錐度成型刀在XK-715M

15、機床（帶旋轉(zhuǎn)軸的三坐標數(shù)控機床）上實現(xiàn)的。旋轉(zhuǎn)軸上夾持的切刀成型輥相當于第四軸A軸，刀具在圓柱體上走空間曲線，就得到刀刃的型面。 那么，如何建出這條卷在圓柱體上的空間曲線呢？ 首先，在MasterCAM8.0中，根據(jù)切刀理論刃口展開圖畫出不同刀具的中心軌跡展開圖，這是二維曲線。 然后，利用主菜單的轉(zhuǎn)換卷筒串連，用串連的方式選取刀具軌跡曲線然后設(shè)定卷筒直徑、旋轉(zhuǎn)軸X及曲線放置在圓柱體上的位置確認后再作出與卷筒直徑同樣大小的圓柱曲面，作為4軸曲線加工的導(dǎo)動曲面，將空間曲線以投影方式投到圓柱面上進行加工。 雖然同樣是FANUC系統(tǒng)，但XK-715M機床和加工中心控制器的所使用的格式稍有區(qū)別，所以在用

16、MasterCAM后處理產(chǎn)生NC程序之前需修改后置處理文件MPFAN.PST。 方法如下：進入文件編輯*.PST找到系統(tǒng)默認的MPFAN.PST文件，先作備份，如另存為MPFAN-1.PST文件，然后打開，找到下面清單中的變量rot_ccw_pos : 1，將其改為rot_ccw_pos : 0，并存盤。 # Rotary Axis Settings # - vmc : 1 #0 = Horizontal Machine, 1 = Vertical Mill rot_on_x: 1 #Default Rotary Axis Orientation, See ques. 164. #0 = Of

17、f, 1 = About X, 2 = About Y, 3 = About Z rot_ccw_pos : 1 #Axis signed dir, 0 = CW positive, 1 = CCW positive 之后，進入“NC管理”菜單更改后置處理文件選中MPFAN-1.PST文件，再對NCI文件進行后置處理，產(chǎn)生符合XK-715M機床的NC格式。 二、 五軸加工的應(yīng)用 以在FIDIA系統(tǒng)的T20上加工雙角度叉耳內(nèi)外形為例，說明用MasterCAM8.0實現(xiàn)T20上帶固定角度的五軸加工。 T20的A、B角的是這樣定義的：A角繞X軸旋轉(zhuǎn)，B角繞Y軸旋轉(zhuǎn)，B角是主動角，A角附加在B角上。T

18、20的工作臺不旋轉(zhuǎn)，刀頭可以作A、B角旋轉(zhuǎn)。在MasterCAM建模時，首先要確定零件實際裝夾位置（不超過A、B角定義的范圍），構(gòu)圖面選擇要與零件實際裝夾面一致。 加工叉耳內(nèi)外形時，實際上是T20的刀頭旋轉(zhuǎn)固定雙角度A、B角，然后走類似三軸的刀具路徑，但這種路徑相對裝夾面來說卻是三維空間線。 分析最終產(chǎn)生的T20固定角度五軸加工NC程序，首先要加入刀頭的A、B角信息，然后再走出三維空間線。 1在MasterCAM 8.0中獲得A、B角信息 按照上述裝夾方式建出叉耳型面后，先作出待挖槽曲面的法失,然后在Front構(gòu)圖面（前視圖）分析該法矢的信息，其中的角度信息就是我們要求的B角值；再在3D構(gòu)圖面

19、狀態(tài)，求出該法矢與Y軸的夾角，就得到A角的值。 2在MasterCAM 8.0中得到實際可用的刀具路徑和NC程序 先把待挖槽曲面定義成新的構(gòu)圖面,如Number 13，存儲后將刀具平面也選為13，然后象作三軸加工一樣作出刀具路徑。所得到的刀具路徑不能直接進行后置處理，因為它帶雙角度，不能或不一定能后置處理成適合T20 FIDIA控制器的程序格式。所以只有把該刀具路徑經(jīng)模擬后存成幾何圖素，然后在Top構(gòu)圖面和Top刀具面的狀態(tài)下，選擇該幾何圖素，作“Contour”加工。加工參數(shù)“計算機補償”和“控制器補償”均選“OFF”，“刀尖補償”選擇與上次刀具路徑一致。如此得到的新刀具路徑就相當于幫系統(tǒng)把

20、雙角度刀具路徑轉(zhuǎn)化成原始構(gòu)圖面（T面）中的刀具路徑，將其進行通用后置處理后就得到T20刀頭旋轉(zhuǎn)固定A、B角后應(yīng)走的NC程序?；贔ANUC 0i MA的MasterCAM 9.0后處理編程FANUC 0i MA系統(tǒng)配MasterCAM軟件仍然是當今數(shù)控機床加工的主流搭配，因此本文對廣大數(shù)控機床的編程與操作人員來講，很有參考價值。文中所表述的思路、方法與程序都是作者在長期的工作實踐中總結(jié)出來的，我們也歡迎廣大讀者在欣賞本文的同時，將你們有實用價值的技巧與心得寫出來與大家共分享。 我們在利用MasterCAM為FANUC 0iMA系統(tǒng)做計算機編程的過程中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用軟件默認的FANUC后處理程序(M

21、pfan.pst)輸出的刀路文件，需要大量的手工修改才能滿足實際加工的需要。為了使CAM軟件得到進一步推廣應(yīng)用，我們對MasterCAM9.0后置處理程序進行了編輯，使之應(yīng)用得到了成功，大大提高了編程效率和程序質(zhì)量，縮短了產(chǎn)品的制造周期，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。 下面以一個例子來說明，零件如圖1所示。 圖1 零件結(jié)構(gòu)示意圖1. MasterCAM生成的后處理程序 在圖1所示中，主要完成：（1）12立銑刀銑外形；（2）2中心鉆打中心孔；（3）10鉆頭鉆2-10孔的加工。 采用MasterCAM軟件完成該零件的數(shù)控加工仿真后，應(yīng)用后處理程序Mpfan.pst，生成的NC加工代碼如下。 % O000

22、0 (PROGRAM NAME-EXAMPLE1) (DATE=DD-MM-YY-11-07-04 TIME=HH:MM-08:41) N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 (TOOL-1DIA.OFF.-1LEN.-1DIA.-12.) N104T1M6（12立銑刀銑外形） N106G0G1000M3 N108G43H1Z50.M8 N110Z10. N112G1Z-10.F1000. N114G41D1X-50.F100. N116Y60. N118X-20. N120Y51. N122G3X-14.Y45.R6. N124G1X14. N126G3X20.Y51.R

23、6. N128G1Y60. N130X50. N132Y10. N134X40.Y0. N136X-40. N138X-49.661Y9.661 N140G40X-58.146Y1.175 N142G0Z50. N144M5 N146G91G28Z0.M9 N148G28X0.Y0.A0. N150M01 (TOOL-2DIA.OFF.-2LEN.-2DIA.-2.) N152T2M6（2中心鉆） N154G0G90G1500M3 N156G43H2Z3.M8 N158G1Z-3.F50. N160G0Z3. N162X65. N164G1Z-3. N166G0Z3. N168M5 N170G

24、91G28Z0.M9 N172G28X0.Y0.A0. N174M01 (TOOL-3DIA.OFF.-3LEN.-3DIA.-10.) N176T3M6（10鉆頭鉆2-10孔） N178G0G90G1000M3 N180G43H3Z3.M8 N182G1Z0.F50. N184G0Z3. N186Z2. N188G1Z-2. N190G0Z3. N192Z0. N194G1Z-4. N196G0Z3. N198Z-2. N200G1Z-6. N202G0Z3. N204Z-4. N206G1Z-8. N208G0Z3. N210Z-6. N212G1Z-10. N214G0Z3. N216Z

25、-8. N218G1Z-12. N220G0Z3. N222Z-10. N224G1Z-14. N226G0Z3. N228Z-12. N230G1Z-16. N232G0Z3. N234Z-14. N236G1Z-18. N238G0Z3. N240Z-16. N242G1Z-20. N244G0Z3. N246X25.（下面是鉆第二孔在此省略） | N310G0Z3. N312M5 N314G91G28Z0.M9 N316G28X0.Y0.A0. N318M30 % 在上面程序中，加下劃線的都是與FANUC 0iMA系統(tǒng)不能兼容的，也就是需要修改或刪除部分，歸納主要有以下幾個方面： （1）

26、程序的開頭和結(jié)束； （2）第四軸，即A軸關(guān)閉； （3）刀具調(diào)用T1M6分行顯示； （4）刪除刀具注釋； （5）將繁瑣的鉆孔循環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)镚81、G83指令； （6）行號的省略輸出，減少機床的空間占用。 2. 具體的修改過程 (1)刪除程序開頭的注釋 在“#Start of File and Toolchange Setup”中找到“Start of file for non-zero toolnumber”，刪除其中的以下5行： *progno,e "(PROGRAM NAME-",sprogname,")",e "(DATE=DD-MM-YY-&

27、quot;,date,"TIME=HH:MM-",time,")",e pbld,n,*smetric,e pbld,n,*sgcode,*sgplane,"G40","G49"," G80",*sgabsinc,e (2)刪除刀具注釋 找到“#Tool Comment/Manual Entry Section”，把其中的“("pstrtool,*tnote,*toffnote,*tlngnote,*tldia,")",e”一行刪除。 (3)修改刀具調(diào)用 T1M6指

28、令實現(xiàn)刀具的調(diào)用，需要將T1M6分行顯示。在Psof(第一把刀)中查找“Ifstagetool>=zero,pbld,n,*t,“M6”,e”一行，將其更改為以下兩行： if stagetool>=zero,pbld,n,*t,e “M6”,e 在Ptlchg（第一把刀之后的所有刀具）中查找“pbld,n,*t,“M6”,e”一行，將其改為以下兩行： “pbld,n,*t,e” “M6”,e” (4)關(guān)閉第四軸 找到旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)置“#Rotary Axis Settings”，把其下的“Rot_on_x:1”更改為“Rot_on_x:0”即可關(guān)閉第四軸A。 (5)程序結(jié)束的修改 在“

29、#End of tool path,toolchange”中找到“Pretract#End of tool path,toolchange”，刪除其中以下兩行。 pcan1,pbld,n,sgabsinc,sgcode,* sg28ref,"Z0.", scoolant,strcantext,e pbld,n,*sg28ref,"X0.","Y0.",protretinc,e (6)鉆孔循環(huán)的輸出 在“#Enbale Canned Drill Cycle Switches”中找到： usecandrill:no usecanpeck:

30、no 將其更改為： usecandrill:yes(輸出為G81) usecanpeck:yes (輸出為G83)。 (7)行號的省略輸出 對于較大的程序盡量避免輸出行號，減少占用空間，找到“Omitseq:no#omit squence number”，更改為“Omitseq:yes#omit squence number”。 經(jīng)過上面這幾個步驟的修改之后，將經(jīng)過修改的后置處理程序另存為一個新的文件，即可被MasterCAM9.0調(diào)用。對圖1中所示零件，采用此后置處理程序得到以下刀具路徑文件。 % T1（12立銑刀銑外形） M6 G0G1000M3 G43H1Z50.M8 Z10. G1Z-

31、10.F1000. G41D1X-50.F100. Y60. X-20. Y51. G3X-14.Y45.R6. G1X14. G3X20.Y51.R6. G1Y60. X50. Y10. X40.Y0. X-40. X-49.661Y9.661 G40X-58.146Y1.175 G0Z50. M9G49Z0 M5 T2（2中心鉆） M6 G0G90G1500M3 G43H2Z3.M8 G99G81Z-3.R3.F50. X65. G80 M9G49Z0 M5 T3（10鉆頭鉆2-10孔） M6 G0G90G1000M3 G43H3Z3.M8 G99G83Z-20.R3.Q3.F50. X2

32、5. G80 M9G49Z0 M5 M30 % 該文件符合FANUC 0iMA系統(tǒng)程序格式，經(jīng)實踐證明，生成的程序無需修改可以滿足數(shù)控加工的需要。航空發(fā)動機葉片四軸加工一、概述 飛機發(fā)動機的葉片大小不同，形狀各異：從尺寸上看，大的葉片有250×60×10，小的只有30×10×5；從形狀上看，帶阻風臺結(jié)構(gòu)的稍復(fù)雜一些，需五軸聯(lián)動銑削；不帶阻風臺的，用四軸加工即可。所有葉片都有一個特點：薄，加工時易變形。 葉片的毛坯均為合金鑄件，加工工序比較復(fù)雜，從圖紙到成品，一般都要經(jīng)過4060個工序。目前，發(fā)動機葉片（葉背、葉盆）的加工，大多采用三軸銑削，即在立式銑削中

33、心（帶旋轉(zhuǎn)工作臺）先銑葉背，然后轉(zhuǎn)180，再銑葉盆。進汽邊、出汽邊以及葉根，在后續(xù)的工序中再處理。這種銑削方法裝卡次數(shù)多，加工效率低，并且加工后葉片變形大，葉片截面形狀與原設(shè)計有較大誤差。 如果采用四軸聯(lián)動銑削，一次裝卡就可把葉背、葉盆、進出汽邊以及葉根同時加工出來，并且加工后的葉片變形也很小。如果走刀路徑設(shè)計的合理，加工后葉片表面的光潔度高，后續(xù)的輔助工序可以取消或減化，進汽邊和出汽邊也無需再處理。從整體來看，葉片的加工質(zhì)量和效率都會大為提高。 四軸銑削葉片，理想的刀具路徑如下： (1)四軸銑削葉背、葉盆時，刀具沿軸線螺旋走刀，從一端走到另一端； (2)再單獨銑一次進、出汽邊，刀具沿葉片軸線

34、從一端銑到另一端，以保證進、出汽邊的形狀精度和表面光潔度； (3)銑削葉根的過渡面時，確保葉片兩端的凸臺不受損傷。 二、葉背、葉盆銑削 對于圖1所示的葉片，可采用近似于螺旋的走刀路徑。刀具相對于葉片繞軸線做旋轉(zhuǎn)運動，同時間斷地沿軸線作直線運動，如圖1所示。采用這種走刀路徑，葉片的變形小，質(zhì)量可靠；葉背葉盆刀痕勻布，余量均勻，減少了后續(xù)打磨、拋光等工序的工作量，可明顯地提高葉片的生產(chǎn)效率。并且，編制這種走刀路徑，較編制螺旋走刀路徑容易得多。 圖1 葉片走刀路徑以下詳細說明有關(guān)計算方法及參數(shù)的選擇。 圖2是葉片的俯視圖。葉形的長邊約220.7mm，短邊約175.3mm，葉片高約93.9mm。葉片兩端均有臺階，臺階的側(cè)面與葉形的交線跟軸線不垂直，左邊夾角約20°，右邊約8.6°。 圖2 俯視圖四軸聯(lián)動銑削時，在右端和左端的走刀方向應(yīng)同臺階的側(cè)面基本平行，銑刀間斷地沿軸線向葉片中部銑削時，走刀