葉輪葉片加工

多葉片復(fù)雜曲面零件的設(shè)計(jì)與五軸模擬加工1.1加工任務(wù)整體葉輪的零件視圖如圖1所示針對本零件，本例中將進(jìn)行葉輪底部圓弧面的加工。此工件的毛坯為圓棒料，材料牌號為鈦合金TC4.采用專用的夾具將其底面固定安裝在機(jī)床C軸上。本例中我們將完成葉輪圓弧底面的精加工。1.2加工工藝方案通常情況下，在大部分制造場合，單片葉輪的葉片多采用鍛造方式做成毛坯，整體式葉輪類零件的毛坯多采用鑄造的方式形成，然后采用3?5軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行半精加工或精加工，特殊情況下可能還采用人工拋光的方法，形成最后的精加工。本例中，我們就介紹整體式葉輪在5軸數(shù)控機(jī)床上的精加工工作。刀具選擇：R4的球頭棒銑刀(或選用錐度球頭銑刀)加工坐標(biāo)原點(diǎn)的設(shè)置：工件零點(diǎn)取在葉輪圓弧底面大圓140的圓心點(diǎn)上。加工設(shè)備：五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。1.3編程操作(設(shè)置零件加工程序)在UGNX4軟件系統(tǒng)中對此零件進(jìn)行編程的操作步驟如下：建立刀具路徑文件夾單擊菜單欄中的“文件”一“打開”命令，從UGNX4文件瀏覽器窗口選擇“train11.prt”文件并單擊“確定”按鈕將其打開，如圖2所示。

圖2在UGNX4中進(jìn)入造型文件的NX加工界面選擇加工環(huán)境單擊(起始)圖標(biāo)，單擊“加工”命令，彈出“加工環(huán)境”對話框。如圖3所示。在“CAM進(jìn)程配置”列表框中選擇“mill-multi—axis”，結(jié)果如圖4所示。圖3“加工環(huán)境”對話框圖4選擇多軸銑加工配制圖3“加工環(huán)境”對話框圖4選擇多軸銑加工配制在“CAM在“CAM設(shè)置”列表框中選擇“mill-multi一axis”,單擊“初始化”按鈕，進(jìn)入加工過程的創(chuàng)建界面，彈出如圖5所示的“加工創(chuàng)建”工具欄。創(chuàng)建加工方法(1)單擊“加工創(chuàng)建”工具欄中的(創(chuàng)建方法)工具彈出“創(chuàng)建方法”對話框，如圖11-6所示。(1)單擊“加工創(chuàng)建”工具欄中的(創(chuàng)建方法)工具彈出“創(chuàng)建方法”對話框，如圖11-6所示。圖5“加工創(chuàng)建”工具欄圖 6“創(chuàng)建方法”對話框在“類型”下拉列表框中選擇“mill-multi-axis”在“父級組”下拉列表框中選擇“MILL-FINISH”。單擊“確定”按鈕，彈出“MILL-METHOD(銑削方法)”對話框，如圖7所示單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)又回到圖5所示的“加工創(chuàng)建”工具欄。創(chuàng)建幾何體單擊“加工創(chuàng)建”工具欄中的(創(chuàng)建幾何體)工具，彈出“創(chuàng)建集合體”對話框，如圖8所示。圖7“銑削方法”對話框圖8“創(chuàng)建幾何體”對話框(2)(2)(3)所示。(4)單擊“確定”按鈕，彈出如圖10所示的“MCO（機(jī)床坐標(biāo)系）”對話框在“類型”下拉列表框中選擇“mill-multi-axis在“父級組”的下拉列表框中選擇為“WORKPIECE”,（多軸銑）”選'項(xiàng)。在“名稱”文本框輸入為“bott-surf”，如圖9圖10"MCS（機(jī)床坐標(biāo)系）”對話框（5） 單擊如圖10所示的（構(gòu)造）按鈕，彈出如圖11所示的“CSYS構(gòu)造器（構(gòu)造機(jī)床坐標(biāo)系）”對話框。保持DX,DY,DZ均為0,單擊“確定”按鈕。（6） 同樣單擊如圖11所示的（RCS構(gòu)造）按鈕，完成RCS坐標(biāo)系的設(shè)置。（7） 單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)又回到圖5所示的“加工創(chuàng)建”工具欄。創(chuàng)建刀具（1） 單擊“加工創(chuàng)建”工具欄中的（創(chuàng)建刀具）工具，彈出“創(chuàng)建刀具”對話框。（2） 在圖中我們可以看到，“類型”下拉列表框顯示仍為“mill-multi-axis（多軸銑）”只需要選擇“子類型”選項(xiàng)中的工具，進(jìn)行“子類型”的設(shè)定即可。（3） 單擊“子類型”選項(xiàng)欄中的（球頭切）按鈕。（4） 在“名稱”文本框中輸入“ball_mill_6”，如圖12所示。（5） 再單擊“確定”按鈕，彈出“MillingToll-BallMill（球頭銑刀）”對話框，如圖13所示。

圖11 “CSYS構(gòu)造器”對話框受00gggOJ-e-edd-d-圖11 “CSYS構(gòu)造器”對話框受00gggOJ-e-edd-d-oooXYz度度度宙宙宙@s@圖12“創(chuàng)建刀具”對話框圖13 “球頭銑刀對話框（6） 設(shè)置“球直徑”為6mm、“長度”為60mm、“刃口長度”為30mm、“刃數(shù)”為2、“刀具號”為1,“半徑補(bǔ)償寄存器”為1.（7） 單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)又返回到如圖5所示的“加工創(chuàng)建”工具欄。創(chuàng)建程序（1） 單擊如圖5所示的工具欄中的（創(chuàng)建）工具，單擊“創(chuàng)建程序”對話框，如圖14所示。（2） 此時(shí)在“父級組”文本框中顯示的是，NC_PROGRAM”，代表“NC_PROGRAM”是我們要?jiǎng)?chuàng)建的程序組的父節(jié)點(diǎn)組，。

（3） 在“名稱”文本框內(nèi)輸入“yelunl”，單擊“確定”按鈕，則創(chuàng)建了第一個(gè)程序名。（4） 重復(fù)以上步驟，用同樣的方法，仍然用創(chuàng)建“NC_PROGRAM作為父節(jié)點(diǎn)組”，創(chuàng)建程序名“yelun2”。（5） 單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)又回到圖5所示的“加工創(chuàng)建”工具欄。（6） 單擊（操作導(dǎo)航器）按鈕，在操作導(dǎo)航器中就可以看到我們新建的兩個(gè)程序名，如圖15所示。圖14 “創(chuàng)建程序”對話框操作導(dǎo)臉器-程序盼次凰未使用的項(xiàng)，圜FEOGRAM圖15操作導(dǎo)航器的程序次序表圖14 “創(chuàng)建程序”對話框操作導(dǎo)臉器-程序盼次凰未使用的項(xiàng)，圜FEOGRAM圖15操作導(dǎo)航器的程序次序表說明：“YELUN1”和“YELUN2”作為程序父節(jié)點(diǎn)組，就可以分別包含其他的程序次序表。創(chuàng)建操作（1） 單擊資源管理?xiàng)l中的（操作導(dǎo)航器）按鈕，在出現(xiàn)的程序次序目錄中單擊“YELUN1”目錄。（2） 右擊，在系統(tǒng)彈出的快捷菜單中一次單擊“插入”一“操作”命令，彈出“創(chuàng)建操作”對話框，如圖16所示。（3） 在“使用方法”下拉列表框中選擇“MILL_METHEND”。（4） 單擊“確定”按鈕，彈出“VARIABLE_CONTOUR（可變軸輪廓）”對話框，如圖17所示。圖16 “創(chuàng)建操作”對話框圖17 “可變軸輪廓”對話框

圖16 “創(chuàng)建操作”對話框圖17 “可變軸輪廓”對話框（5） 在如圖17所示的“幾何體”選項(xiàng)欄中，單擊（檢查幾何體）按鈕，再單擊“選擇”按鈕，彈出如圖18所示的“檢查幾何體”對話框。（6） 在“過濾方式”下拉列表框中選擇“面”再單擊“全選”按鈕。這時(shí)模型中所有的曲面改變了顏色，表示已被選擇上了，如圖19所示。（7） 在“操作模式”下拉列表框中，將“附加”選項(xiàng)更改為“編輯”選項(xiàng)，這時(shí)的對話框變換為如圈0所示的形式。圖18 “檢查幾何體”對話框圖19 “檢查幾何體”對話框圖18 “檢查幾何體”對話框圖19 “檢查幾何體”對話框（8） 在如圖20所示的對話框中，單擊“移除”按鈕，在工作上選擇圓弧型葉輪底面，再單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)回到圖17所示的對話框。（9） 單擊“幾何體”選項(xiàng)欄中的（部件）按鈕，用上述同樣的方法選擇所有的曲面為工作幾何體，完成后系統(tǒng)回到圖17所示對話框。（10） 在如圖17所示的“驅(qū)動(dòng)方式”下拉列表框中選擇“曲面區(qū)域”，系統(tǒng)提示“驅(qū)動(dòng)方式改變”，單擊“確定”按鈕，彈出“曲面驅(qū)動(dòng)方式”對話框，如圖21所示。（11） 單擊“驅(qū)動(dòng)幾何體”選項(xiàng)欄中的“選擇”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖22所示的“驅(qū)動(dòng)幾何體”對話框。選擇葉輪圓弧底面，然后單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)回到“曲面驅(qū)動(dòng)方式”對話框。（12） 單擊“材料反向”按鈕，如果顯示的加工材料的方向箭頭指向了葉輪內(nèi)部，則可再次“材料反向”按鈕進(jìn)行改換。（13） 單擊“切削方向”按鈕，如果系統(tǒng)顯示的切削方向不滿足我們的要求，則可根據(jù)出現(xiàn)的箭頭提示，用光標(biāo)重新選擇我們想要的切削方向。這里我們用光標(biāo)選擇徑向向內(nèi)的箭頭作為切削方向。（14） 在“切削步長”下拉列表框中選擇“公差”，變換后的界面的內(nèi)外公差設(shè)定保持不變。

￥曲面驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)幾何體編輯選擇顯示表面余星刀位o|..0000v圈樣切削類型=V目-切削步長數(shù)字5切削方向材料反向切削區(qū)域曲面%第一刀切削10,0000最后切削10.0000第三刀切削步進(jìn)步數(shù)水平限制豎直極限過切驅(qū)動(dòng)時(shí)垂直于工件￥曲面驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)幾何體編輯選擇顯示表面余星刀位o|..0000v圈樣切削類型=V目-切削步長數(shù)字5切削方向材料反向切削區(qū)域曲面%第一刀切削10,0000最后切削10.0000第三刀切削步進(jìn)步數(shù)水平限制豎直極限過切驅(qū)動(dòng)時(shí)垂直于工件刀軸數(shù)字10.0000投影矢量顯示接觸點(diǎn)顯示驅(qū)動(dòng)路徑確定后亙］I"取消圖20 “檢查幾何體”對話框?qū)υ捒驁D21“曲面驅(qū)動(dòng)方式”對話框在“步進(jìn)”下拉列表框中選擇“殘余波峰高度”，設(shè)置“殘余波峰高峰”為0.005。在“WhenGOUGEDRIVE(過切驅(qū)動(dòng)時(shí))”下拉列表框中選擇“退刀”。在“刀軸”下拉列表框中選擇“垂直于驅(qū)動(dòng)”。在“投影矢量”下拉列表框中選擇“指定矢量”。彈出如圖23所示的“矢量構(gòu)造器”對話框，依次選擇坐標(biāo)為選擇“0,0,—1”。依次單擊“確定”一“確定”按鈕，系統(tǒng)回到如圖17所示的對話框。單擊“切削”按鈕，彈出“切削參數(shù)”對話框，如圖24所示。單擊“Clearances”選項(xiàng)卡，在“WhenGougeDrive(當(dāng)干涉時(shí))”下拉列表框中，設(shè)置“檢查安全距'為0.1mm，單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)又回到如圖17所示的對話框。單擊“非切削的”按鈕，彈出“非切削移動(dòng)”對話框，定義刀具非切削時(shí)的移動(dòng)方式，如圖25所示。

圖22“驅(qū)動(dòng)幾何體”對話框圖23“矢量構(gòu)造器”對話框圖24“切削參數(shù)”對話框圖22“驅(qū)動(dòng)幾何體”對話框圖23“矢量構(gòu)造器”對話框圖24“切削參數(shù)”對話框（24） 在“進(jìn)刀狀態(tài)”下拉列表中選擇“手工”方式，點(diǎn)選“距離”單選鈕，在文本框中輸入50mm。（25） 單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)又回到如圖17所示的對話框。（26） 單擊“進(jìn)給率”按鈕，彈出“進(jìn)給和速度”對話框，如圖26（a）所示。（27） 設(shè)置“表面速度”為300smm，“每齒進(jìn)給”為0.06mm，“主軸速度”為15000rpm。（28） 單擊“進(jìn)給”選項(xiàng)卡，進(jìn)給選項(xiàng)卡頁如圖26（b）所示。（29） 設(shè)置“快速”為5000mmpm“逼近”為1500mmpm，“進(jìn)刀”為200mmpm,“第一刀切削”為200mmpm,“步'為300mmpm，“剪切”為300mmpm,“退刀”為1500mmpm,

圖25“非切削移動(dòng)”對話框圖26“進(jìn)給和速度”對話框圖25“非切削移動(dòng)”對話框圖26“進(jìn)給和速度”對話框（30） 單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)又回到如圖17所示的對話框。（31） 在如圖17所示的對話框中，單擊（生成）按鈕，則可以生成加工程序。（32） 最后單擊“確定”按鈕，接受刀具路徑。（33） 單擊“加工操作”工具欄中的“重新顯示刀具路徑”工具，再單擊“確定”按鈕。刷新顯示生成軌跡如圖27所示圖27生成加工刀具軌跡2.1切削模擬（1）在UGNX4軟件系統(tǒng)中，單擊（確認(rèn)刀軌）工具，系統(tǒng)彈出如圖28所示的“可視化刀軌軌跡”對話框。

圖28“可視化刀軌軌跡”對話框圖29加工局部模擬圖28“可視化刀軌軌跡”對話框圖29加工局部模擬選擇“回放”選項(xiàng)卡，單擊(播放)按鈕。局部模擬如圖29所示2.2后置處理NC加工過程的最后一個(gè)步驟為postprocessing(后處理)，輸出所需的加工程序代碼(G—MCoes).單擊“加工操作”工具欄中的(后處理)工具，系統(tǒng)彈出“后處理”對話框在“可用機(jī)床”列表框中選擇“MILL—5—AXLS”，或單擊“瀏覽”按鈕選擇其他的或自己設(shè)定的后處理器文件(PostProcesser)在“輸出文件名”文本框中鍵入自己想要的文件名，如“TRAIN71”。在“單位”下拉列表框中選擇“公制/部件”選項(xiàng)。單擊“確定”按鈕，則系統(tǒng)完成后處理工作。如圖30所示。Em文件(?匚編指(E)廠N0010G40G17G94G90G70N0020G91G28Z0.0:0030T01M06N0040G1G90X2.8638Y.251Z1.9685AO.OBO.OF196.9S15915DOIM03M08N0050ZO.OF7.9N0060X2.8777Y.1099N0070X2.8796Y-.0314N0080X2.8794Y-.0487N0090X2.8793Y-.05122.0001N0100X2.8779Y-.1044Z.3593N0110X2.8776Y-.112Z.3874N0120X2.877Y-.1272Z.4129N0130X2.8763Y-