精雕软件5轴学习第十二章..docx

1、十二章叶轮加工12.1 叶轮加工模块概述图 12-1 整体叶轮及特征名称整体叶轮的加工一直是机械加工中长期困扰我们的难题，常规的编程模式很难满足这类工件的加工。在叶片之间有大量的材料需要去除。 为了使叶轮满足气动性的要求， 叶片常采用大扭角、根部变圆角的结构， 这给叶轮的加工提出了更高的要求。 加工困难的地方还包括： 加工槽道变窄，叶片相对较长，刚度较低，属于薄壁件零件，加工过程中极易变形；相邻叶片空间极小，在清角加工时刀具直径较小，刀具容易折断；叶片扭曲严重，加工时极易产生干涉，加工难度较大。ES-SurfMill6.0提供了基于特征的五轴叶轮专用加工模块，使叶轮的加工变得前所未有的简单。

2、此专业功能包含了叶轮加工的开粗、 精加工、清根等全部策略， 只需定义包覆面、轮毂面、主叶片、分流叶片和倒角面等加工域，通过设定几个简单的参数， 选择合理的走刀策略， 系统就会自动调整刀轴生成光滑、 无干涉的路径， 可以大量减少编程时间、 降低编程难度。此模块包含在特征加工组中，见下图。图 12-2 叶轮加工方法选择12.2 叶轮模块加工域选择叶轮加工是基于特征的，因此要选择一些特征曲面作为加工域，见图12-3 ，包括干涉检查曲面、边界曲线、轮毂曲面、包覆曲面、叶片曲面、分流叶片、倒角面等形状特征，特征曲面的名称可参考图 12-1 。图 12-3 叶轮加工加工域选择12.3 叶轮模块加工方式及参

3、数说明图 12-4 叶轮加工参数整体叶轮加工中包括分层粗加工、 叶片精加工、 流道精加工和倒角精加工四种加工方式，能够完整的生成整体叶轮的加工路径，同时每种方式中又包含了更多的特殊应用。图 12-5叶轮加工方式12.3.1 公共参数参数叶片个数初始仰角说明指整体叶轮主叶片的个数，不包括分流叶片，这个参数一定要正确设定。为仰角偏移规定一初始方向，包括叶轮径向、轮毂面法向和包覆面法向三种。叶轮径向：使用叶轮的径向做为仰角的初始方向。图 12-6 叶轮径向轮毂面法向：使用轮毂面的法向做为仰角的初始方向。图 12-7 轮毂面法向包覆面法向：使用包覆面的法向做为仰角的初始方向。图 12-8 包覆面法向设

4、置刀轴方向偏移主要是对路径的初始仰角和方位角进行调整，使生成的路径避免干涉、尽量减少转台摆动量、生成的路径更加光顺，包括顶部仰角增量、底部仰角增量、顶部方位角增量和底部方位角增量四个参数。仰角是指在世界坐标系下，刀轴与 XOY平面所成的夹角，范围在 -90到 90 度之间；方位角是指在世界坐标系下，刀轴在XOY平面的投影与 X 轴顺时针方向所成的夹角，范围在0 到 360 度之间。仰角顶部仰角增量：叶轮顶部仰角偏移的角度。仰角增量角度正负以叶轮底部指向顶部方向为依据，刀具沿此方向向前倾斜为正，反之为负；底部仰角增量： 叶轮底部仰角偏移的角度，正负判断同上。图 12-9 仰角调整示意方位角顶部方

5、位角增量 ：叶轮顶部方位角偏移的角度。角度增量的正负依据右手定则判定。 大拇指沿叶轮底部指向顶部方向看，四指环绕方向为正，反之为负。底部方位角增量：叶轮底部方位角偏移的角度，正负判断同上。图 12-10 方位角调整示意平均初始仰角只在初始仰角使用轮毂面和包覆面法向的时候才可以选择，取一平均值，使初始仰角为一固定方向。轮毂面偏移有时叶片与轮毂面没有完全相交，导致路径不连续，给轮毂面一偏移量，可以避免此问题发生。包覆面偏移与轮毂面偏移一样，可以避免路径不连续的情况的发生。往复走刀选择此选项， 使切削方向往复变化，可以减少抬刀， 提高加工效率。旋转阵列选择此选项，可以按照叶片个数对路径进行旋转阵列，

6、生成整个叶轮的加工路径。12.3.2 叶轮分层粗加工及参数分层粗加工能够以型腔顺序连续完成流道的开粗加工，此功能基于毛坯计算， 减少空切路径；提供区域流线、环切等多种区域走刀方式，改善切削条件。图 12-11 叶轮分层粗加工图示图 12-12 分层粗加工参数偏移方式： 包括轮毂面偏移和流线偏移两种方式。参数名称图示参数说明轮毂面偏移层切路径是按轮毂面偏移与叶片相交的方式生成的，路径间距均匀，加工效率相对流线偏移效率要高（注意：粗加工影响层与层之间的距离，精加工影响路径间距）。流线偏移层切路径是按叶片的流线走向方式生成的，路径间距没有轮廓面偏移均匀（注意：粗加工影响层与层之间的距离，精加工影响路

7、径间距）。区域走刀方式：包括区域流线、区域环切和区域划槽三种方式。参数名称图示说明区域流线路径是按照两叶片之间形成的区域的流线方向生成的区域环切在两叶片之间的区域以环切的方式生成加工路径区域划槽在两叶片中间位置生成一单线划槽路径， 适合没有分流叶片的叶轮开粗其中区域流线走刀方式有两个单独的参数： “限定路径条数”和“从中间向两边走刀” 。“限定路径条数” 可以控制按流线生成路径的条数， 此选项起作用的时候， 设置的路径间距不再起作用； “从中间向两边走刀”可以防止第一刀在叶片边吃刀量大，使叶片变形。图 12-13 “限定路径条数”和“从中间向两边走刀”参数图12-14限定路径条数图示图 12-

8、15从中间向两边走刀图示12.3.3叶片精加工及参数根据不同叶片的几何形状， 叶片可以采用点铣或侧铣两种方式进行， 特别是点铣可以加工任何几何形状的叶片， 适用于高速加工和侧铣切削无法满足加工精度时的叶片加工； 叶轮模块的叶片精加工就是采用点铣的方式进行加工的，适合完整叶片和部分叶片面的精加工，叶片路径可以按照轮毂面偏移和流线偏移两种方式生成，满足不同情况加工要求。图12-16叶片精加工参数限定加工叶片说明用在有分流叶片的时候，控制主叶片和分流叶片路径的生成。图 12-17 限定加工叶片参数只加工主叶片： 只生成主叶片的路径，分流叶片不生成；只加工分流叶片：只生成分流叶片的路径，主叶片不生成；

9、所有叶片： 主叶片和分流叶片都生成路径。设置加工范围用来控制叶片的加工范围，通过百分比 0100%来控制。此功能可以实现同一叶片分段使用不同的路径间距、精加工之前对残料多的根部先进行清根再精加工、精加工后使用小刀具进行清根等三种用途。图 12-18 设置加工范围参数设置和图示12.3.4流道精加工及参数适合完整流道面的加工，包括区域流线和区域环切两种区域走刀方式，来满足流道加工的需要。其中最常用的是区域流线走刀方式，区域流线走刀方式的参数“限定路径条数”和“从中间向两边走刀”可参考叶轮粗加工。图 12-19 流道精加工12.3.5倒角精加工及参数可以根据上一把精加工刀具直径自动生成合理的清根路

10、径，改善叶片根部加工质量。图 12-20 倒角加工上把刀具圆角半径 ：指定上道叶片加工工序的刀具圆角半径，一般设置的比实际大一点。图 12-21 上把刀具圆角半径参数12.4 叶轮加工其它的刀具路径参数设置叶轮加工除了上述的一些参数外，其它的一些刀具路径参数设置与其它的多轴功能一样，只有在工件避让中有一专有参数 - 起末点 A 角回零，目的是使叶轮路径更加安全，这个参数默认勾选。图 12-22 起末点 A 角回零参数图 12-23 起末点 A 角回零示意图叶轮刀轴的计算一般采用自动计算的方式，设定仰角及仰角变化规律，通过调整方位角获得不过切、不干涉的加工路径，因此刀轴方向里只有自动。图 12-24 刀轴控制12.5 叶轮加工的一些注意事项1) 编程的时候刀轴方向偏移的原则是尽量使转台摆动幅度越小、加工刀具避空越短；2) 计算路径的时候最好使用有效刃长、刀杆和刀柄等按照实际设置的刀具来进行；3) 如果刀具需要避空， 不要直上直下采用一个直径避空， 尽量按锥度避空， 增加刀具强度。4) 目前叶轮加工模块的路径生成功能只能支持球刀或锥度球刀。5)加工叶片时