浅谈利用UG对整体式叶轮进行编程 - 图文

浅谈利用UG对整体式叶轮进行编程

插补方式中定义好轮毂与叶片交线的刀轴矢量（定义方法与流道精加工相同），定义时在刀具不碰到叶片的前提下尽量使刀轴贴近叶片，这样可以减少粗加工后工件的余量。

型腔铣是我们平时常用的开粗方法，三轴中最常用了，我们可以在一粗时先用大刀去除工件大部分的余量，再用小刀对工件进行二粗，去除大刀切削不了的地方。不过相比cimatron，powermill等编程软件,UG在对工件进行开粗特别是在二粗时抬刀会比较多，很频繁，不过我们也可以通过添加干涉面和合理设置工件区域之间和区域内的传递类型（有些工件形状或结够比较复杂，局部形状、尺寸突变较大，设置时须谨慎，以避免因设置不恰当而导致加工时刀具碰撞工件）来相应减少一些抬刀。

叶轮的叶片是扭曲的，粗加工时使用型腔铣铣削方法采用普通的三轴加工只能去除毛坯水平面（切削层）上叶片沿竖直方向投影不到的地方，无法去除叶片压力面（图4.1.1）一侧下方的的余量。不过我们加工叶轮时采用的是五轴机床，所以我们可以运用五轴机床两个旋转轴可定位的这一特点结合型腔铣铣削方法（设置时指定好刀轴矢量）来对叶片压力面一侧的余量进行五轴定位加工。所以，我们采用三轴加工来对叶轮进行第一次粗加工，采用五轴定位加工对叶轮进行第二次粗加工。

图 4.1.1

（1）第一次粗加工

定义毛坯（经车削后的毛坯），定义部件几何体（叶轮），创建MCS（机床坐标系），从刀库调刀，创建操作-型腔铣。

型腔铣设置 刀轴选用“+ZM轴”，切削模式采用跟随周

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边，步距、全局每刀深度、进给和速度根据刀具类型和工件材料来定，切削参数和非切削移动只需一般设置（注意设置叶轮流道面与叶片上留余量），生成刀轨并确认（图4.1.2,4.1.3）。

图4.1.2 一粗刀路 图4.1.3 一粗IPW

(2) 第二次粗加工

新建毛坯、部件几何体（具体毛坯、部件的形状自定，只要能把叶片压力面下的余量去除就行，同也要保证加工时间尽量少），刀库调刀。

创建型腔铣切削方法 指定毛坯（新建的毛坯）、部件（新建的部件）、干涉面（流道面、叶片面和流道面与叶片间的圆弧角）、切削区域、刀轴（刀轴如图4.1.4）。在型腔铣中刀轴选定方式有两种：一种是“+MC轴”，一种是“指定矢量”。 “+MC轴”是指刀具轴沿MCS的+Z轴，也就相当于三轴机的Z轴（三轴机中也只能选择该轴）；“指定矢量”是指指定一个自己想要的矢量为刀具轴，可以是空间中任意一矢量，但在定义时一定要注意好矢量的方向。切削模式采用跟随周边，切削时下刀方式选用螺旋下刀，侧壁留余量，其他普通参数再进行设置（注意：在设置时一定要指定安全几何体）。生成刀轨并确认（如图4.1.5,4.1.6）。

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图4.1.4 二粗选用的刀轴矢量

图4.1.5 二粗刀路

图4.1.6 二粗后的IPW

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一粗中的一系列参数设置是比较简便的，而二粗要用定位五轴加工的方法来进行加工，要使用到机床的两个旋转轴，也就是要根据型腔铣中的刀轴矢量来定义。矢量的构建不是很难，但要构建好这个刀轴矢量却不是那么容易，首先要考虑到构建的刀轴矢量能否去除所有要去除的材料，同时在去除过程中会不会与过切叶片或会不会切到相邻的叶片，刀柄会不会与工件碰撞，其次还应结合机床考虑到机床主轴或工作台的摆角范围，使刀轴的倾角在这范围之内。

叶轮粗加工后，叶轮的流道和叶片之间还留有一定的余量，且流道面和叶片面上的各个局部区域的余量都不相同，有的地方多有的地方少，所以如果直接对叶片和流道进行精加工，会导致刀具的折断或工件的变形，所以在流道和叶片精加工前一定要安排半精加工。

5.2叶片半精加工

在叶轮粗加工之后，叶片和流道上都留有一定的余量，还需要我们进一步去除，下面我们首先对叶片进行半精加工。

叶片半精加工 选择操作方法VARIABLE_CONTOUR（可变轴轮廓铣），几何体选择MCS,选叶轮的轮毂面为干涉面；驱动方法选择“曲面”（驱动几何体选叶片上的面，如图5.1.1；选择切削区域时定义好其“曲面%”以保证切削后不留残料，和生成流畅的刀轨；定义好切削方向和材料方向；设置曲面偏置，因为是半精加工所以要设定一定的偏置量，若叶片上残料较多可设制多次，进行多次半精加工，也相当于分层加工；切削模式单向或往复；步距、切削步长据情况而定），投影矢量为“刀轴”， 刀具轴设置为“侧刃驱动体”（要设置一定的侧倾角度数），切削参数，非切削移动，速度和进给一般设置即可。叶片半精加工生成的刀轨如图5.1.2。

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