数控加工技术及应用 课件 项目四 零件五轴数控加工

项目四零件五轴数控加工任务一多面体零件的数控加工任务二叶轮的数控加工

任务一多面体零件的数控加工

一、学习目标知识目标(1)掌握五轴数控机床的特点、结构及分类等;(2)熟练掌握五轴数控机床的操作,包含程序输入、对刀以及自动加工等;(3)能编制数控五轴加工零件的工艺文件;(4)熟练掌握五轴定轴铣(3+2)加工零件编程方法。

技能目标

(1)能利用制造工程师软件编制五轴定轴铣加工零件的加工程序;

(2)能正确对刀并设置刀具参数;

(3)能操作五轴数控机床进行零件加工;

(4)能进行机床日常维护和保养,并有环保意识和安全意识。

二、工作任务

(一)多面体零件的三维图

多面体零件的三维图如图41所示。图41多面体零件三维图

(二)任务具体要求

多面体零件单件生产,毛坯为200mm×200mm×50mm的长方体,材料为硬铝(也可不根据图上材料要求结合自己现有的材料进行加工)。加工该零件的具体任务要求为分析零件图,分析零件结构工艺特征,拟定零件机械加工工艺方案,编制工艺文件,编写数控加工中心加工程序,在五轴数控机床上完成零件加工。

三、相关知识

(一)五轴数控机床简介

1.五轴机床的分类

五轴机床一般为在普通三轴机床的基础上附加了两个旋转轴。按照旋转轴的类型,五轴机床可以分为三类:双转台五轴、双摆头五轴和单摆头单转台五轴。旋转轴分为两种:使主轴方向旋转的旋转轴称为摆头,使装夹工件的工作台旋转

的旋转轴称为转台。

按照旋转轴的旋转平面分类,五轴机床可分为正交五轴和非正交五轴。两个旋转轴的旋转平面均为正交面(XY、YZ或XZ平面)的机床为正交五轴;两个旋转轴的旋转平面有

一个或两个不是正交面的机床为非正交五轴。

2.五轴机床的三种典型结构

1)双转台五轴

双转台五轴的两个旋转轴均属转台类,B轴旋转平面为YZ平平面,C轴旋转平面为XY面。一般两个旋转轴结合为一个整体构成双转台结构(见图42),放置在工作台面上。

特点:加工过程中工作台旋转并摆动,可加工工件的尺寸受转台尺寸的限制,适合加工体积小、重量轻的工件;主轴始终为竖直方向,刚性比较好,可以进行切削量较大的加工。

图42双转台结构示意图

2)双摆头五轴

双摆头五轴的两个旋转轴均属摆头类,B轴旋转平面为ZX平面,C轴旋转平面为XY平面。两个旋转轴结合为一个整体构成双摆头结构(见图43)。

特点:加工过程中工作台不旋转或摆动,工件固定在工作台上,加工过程中静止不动。适合加工体积大、重量重的工件;但因主轴在加工过程中摆动,所以刚性较差,加工切削量

较小。

图43双摆头结构示意图

3)单摆头单转台五轴

单摆头单转台五轴的旋转轴B为摆头,旋转平面为ZX平面;旋转轴C为转台,旋转平面为XY平面。单摆头单转台结构见图44。

特点:加工过程中工作台只旋转不摆动,主轴只在一个旋转平面内摆动,加工特点介于双转台和双摆头之间。

图44单摆头单转台结构示意图

(二)五轴加工的优点及应用

(1)三轴加工的缺点:

①刀具长度过长(见图45),刀具成本过高。

②刀具振动引发表粗糙度问题。

③工序增加,多次装夹。

④刀具易破损。

⑤刀具数量增加。

⑥易过切引起不合格工件。

⑦重复对刀产生累积公差。

图45三轴加工刀具长度

(2)五轴加工的优点:

①可有效避免刀具干涉,加工一般三轴数控机床所不能加工的复杂曲面(见图46)。

②一次装夹完成可加工出连续、平滑的自由曲面(五轴机床运动如图47所示)。

③五轴加工时使刀具相对于工件表面可处于最有效的切削状态,避免了刀具(刀尖点)零线速度加工带来的切削效率极低、加工表面质量严重恶化等问题。

④提高表面质量对于直纹面零件,可采用侧铣方式一刀成型。

图46五轴加工刀具长度

图47五轴机床运动

⑤对一般立体型面特别是较为平坦的大型表面,可用大直径面铣刀端面贴近表面进行加工。

⑥在某些加工场合,可采用较大尺寸的刀具避开干涉进行加工。

⑦可使用较短的切削刀具。

⑧符合工件一次装夹便可完成全部或大部分加工的机床发展方向,并且能获得更高的加工精度、质量和效率。

(3)五轴加工主要应用的领域:航空、造船、医学、汽车工业、模具。

(4)应用五轴加工的典型零件:叶轮、涡轮、蜗杆、螺旋桨、鞋模、立体公、人体模型、汽车配件以及其他精密零件。

(三)五轴数控加工难点

(1)编程复杂、难度大、对使用者的CAM软件应用水平要求高。

(2)熟悉机床结构及后处理,需要采用辅助的加工仿真优化软件。

(3)数控系统多采用Siemens840D和HeidenhainiTNC530等高档数控系统,需要全面掌握数控系统的各项功能。

(4)五轴加工和高速加工紧密结合。

①高速电主轴在模具自由曲面和复杂轮廓的加工中,常常采用2~12mm较小直径的立铣刀,而在加工铜或石墨材料的电火花加工用的电极时,要求有很高的切削速度,因此,电主轴必须具有很高的转速。

②高速加工中心或铣床上多数还是采用伺服电机和滚珠丝杠来驱动直线坐标轴,但部分加工中心已采用直线电机,这种直线驱动免去了将回转运动转换为直线运动的传动元件,从而可显著提高轴的动态性能、移动速度和加工精度。

③转矩电机的应用。在高速加工中心上,回转工作台的摆动以及叉形主轴头的摆动和回转等运动,已广泛采用转矩电机来实现。转矩电机是一种同步电机,其转子直接固定在

所要驱动的部件上,所以没有机械传动元件,它像直线电机一样是直接驱动装置。转矩电机所能达到的角加速度要比传统的蜗轮蜗杆传动高6倍,在摆动叉形主轴头时加速度可达到3g。

(四)DMU80monoBLOCK五轴镗铣加工中心简介

DMU80monoBLOCK五轴镗铣加工机床如图48所示。图48机床外观

1.技术参数

DMU80monoBLOCK五轴镗铣加工中心技术参数如下:

(1)行程:X=880mm,Y=630mm,Z=630mm;

(2)电主轴,HSK63刀柄;

(3)主轴转速20~18000r/min;

(4)主轴功率35/25kW(40%/100%),扭矩119/85N·m(40%/100%);

(5)摆动主轴B轴,摆动范围-120°~+30°,摆动速度35r/min,定位精度P=9arcs,Ps=6arcs;

(6)工作台,回转C轴。C轴回转工作台直径700mm,360°回转。最大承重650kg,工作台转速30r/min,旋转精度P=10arcs,Ps=6arcs;

(7)最大刀具长度315mm,最大刀具直径130mm,最大刀具重量8kg;

(8)最大可加工的工件尺寸:直径=950mm,高度=780mm;

(9)直线轴(X、Y、Z)快移速度:30m/min;

(10)直线轴(X、Y、Z)最大进给速度:30000mm/min;

(11)定位精度:Pmax=0.006mm,重复定位精度:Psmax=0.004mm;

(12)三维海德汉iTNC530控制系统,19″TFT彩色显示器,带SmartKey智能钥匙,处理器PentiumIII或兼容,800MHz/512Kbyte,硬盘80G,具有电子手轮;

(13)具有红外测头,具有3D快速调整包以便快速恢复精度设置;

(14)具有ATC功能,即加工任务快速编程参数选择,可根据实际加工阶段需要在精度、表面质量和加工速度之间快速切换;

(15)32刀位刀库;

(16)具有冷却喷枪;

(17)具有电压安全包;

(18)4色信号灯。

2.操作台

显示器及操作面板如图49所示。

图49显示器及操作面板

3.显示屏

显示屏如图410所示。图410显示屏

4.数控系统操作区

(1)数字键区。

(2)程序/文件管理,TNC功能。

(3)轨迹运动的编程。

(4)smarT.NC的导航键。

(5)刀具的说明。

(6)循环、子程序和程序段。

(7)特殊功能。

触摸板如图411所示。

图411触摸板

5.机床功能操作区

(1)机床运行方式。

(2)编辑员运行方式。

(3)轴运动键。

(4)功能键。

(5)主轴键。

6.确认键

确认键及SmartKey如图412所示。图412确认键及SmartKey

7.显示屏上部

显示器侧边栏如图413所示。图413显示器侧边栏

(1)显示窗口。通过ErgoLine机床控制面板左上方的三个键可以在两个显示窗口之间切换,并可以在窗口中选择不同的显示画面。

(2)显示画面的类型。

①SmartKey

状态,如图414所示。

图414SmartKey状态

②主轴信息,如图415所示。图415主轴信息

③问候画面,如图416所示。图416问候画面

8.运行方式选择开关SmartKe

9.红外线探头

红外线探头如图417所示。图417红外线探头

(四)DMU80monoBLOCK五轴镗铣加工中心操作

1.开机

2.关机

3.建立工件坐标系(即对刀)

1)创建刀具

将标准刀信息输入到刀具表相关位置,创建该刀具,并将标准刀装入刀库。

利用相同的方式创建探头,并装入刀库。需要注意的是探头长度和直径先设定为零,将刀具参数中对应的PLC参数设置为“00010100”。

2)探头长度及半径校正

(1)调用标准刀,设定工件坐标系C为0,利用标准刀及标准量块标定工作台上表面坐标为0。

(2)调出探头,并在MDI方式下执行M27指令。

(3)用千分表测探头调动,如跳动超多5μm,则需要调整探头,如未超过5μm,说明探头可用。

(4)取下千分表,将探头移动到距离工作台上表面(注意探头正对工作台的地方应为平面)20~50mm处。依次点击

即可测出探头长度,将测出的探头长度设定到刀具表中探头对应的刀长位置处。将工作台下降至安全高度。

(5)将标准环规放到工作台上表面,并将探头移动至环规中央,探头高度低于环规上表面即可。依次点击

即可测出探头直径,将探头的半径设定到刀具表中探头对应的刀具半径位置处。将工作台下降至安全高度,并取下环规。

(6)在MDI方式下再次调用探头。

3)Z轴及回转中心校正

(1)热机30min以上,X、Y、Z、B、C轴都要移动,主轴旋转速度可控制在500r/min以下。

(2)调用标准刀,设定工件坐标系C为0,利用标准刀及标准量块(也可用Z轴设定器等)标定工作台上表面Z坐标为0。当工作台上表面已经标定Z0时,可不需进行此步。

(3)将标定好的探头移动至工作台上表面30~50mm处,关上加工间门。

(4)进入MDI界面,点击并点击扩展键依次点击系统弹出“389”循环。

(5)Z轴校正。

(6)C轴回转中心校正。将测量钢球装入45°斜孔中,底座放置在工作台行程范围内,球的朝向为X轴负向,将探头移动至钢球正上方20~50mm处,如图418所示。图4183Dquickset

(7)B轴回转中心校正。

4)对刀

四、任务实施

(一)多面体零件数控加工工艺文件编制

1.编制工序卡

编制多面体零件机械加工工艺过程卡,如表41所示。

2.编制数控刀具调整卡

编制多面体零件数控加工刀具调整卡,如表42所示。

3.编制数控铣削加工工序卡

编制多面体零件数控铣削加工工序卡,如表43所示。

(二)利用制造工程师2013构建多面体零件的3D模型

多面体线框的绘制步骤如下:

(1)单击曲线工具中的“矩形”按钮,在界面左侧的立即菜单中选择“中心_长_宽”方式,输入长度为200,宽度为200,光标分别拾取坐标原点和坐标为(0,0,-100)的点,绘制两个200×200的矩形,如图419所示。

图419绘制矩形

(2)单击曲线工具栏中的“等距线”按钮,在立即菜单中输入距离为50,拾取上面矩形最左边的一条边,选择X正方向箭头为等距方向,生成距离为50的等距线,如图420所示。图420绘制等距线

(3)单击曲线工具栏中的“直线”按钮,选择“两点线”➝“单个”➝“非正交”,按图421所示进行连接,其中A、B、C三点为直线的中点。图421连线

(4)单击曲线工具栏中的删除按钮,删除没用的线。剩余曲线如图422所示。图422删除多余线段

(5)利用两相交直线L1和L2、L3和L4分别创建坐标系1和坐标系2,如图423所示。图423创建坐标系

(6)单击曲线工具栏中的删除按钮,删除没用的线。剩余曲线如图424所示。图424删除多余曲线

(7)单击曲面生成工具栏中的直纹面按钮,按照图425所示生成三个直纹面。图425生成直纹面

(8)激活系统坐标系,以XY平面为草绘平面,绘制一个200mm×200mm的矩形,沿Z的负方向拉伸130mm后形成一个立方体,然后利用“曲面裁剪除料”的方式去除多余实体,最后删除三个直纹面,结果如图426所示。

图426生成多面体

(9)选择坐标系1的XY平面作为草绘平面,绘制一个50mm×50mm的矩形,并倒角,倒角半径为15(倒角后要在倒角圆弧中点处进行打断处理),定位位置在坐标系1中的坐标值为(0,45,0),结果如图427所示。

图427放样体底面草图

(10)用坐标系1的XY平面作为基准,沿坐标系1的Z轴方向做一个距离为30的基准面。以该基准面为草绘平面绘制一个ϕ30的圆,圆心位置在坐标系1中的坐标值为(0,45,30)(注意:圆要进行打断处理),结果如图428所示。图428放样体顶面草图

(11)单击放样增料按钮,依次选择圆形和四边形两个草图,生成放样体后在放样体和斜面之间进行R4倒角处理,结果如图429所示。图429生成放样体

(12)以坐标系2的XY平面作为草绘平面,绘制一个半径为30的半圆,半圆的定位位置在坐标系2的坐标值为(0,45,0)。利用旋转除料的方式得出半圆形凹槽,如图430所示。图430生成半圆槽

(13)可自己定义在斜面上刻字的内容和位置,如图431所示。图431文字生成

(三)编写多面体零件的加工程序

定轴铣的零件在编程过程中如果存在辅助坐标系,就可以采用三轴的策略进行加工,所以采用三轴加工策略的某些过程就可以省略。

毛坯设定为200mm×200mm×130mm的长方体。

1.含放样体斜面加工

激活坐标系1。采用等高线粗加工、平面精加工和等高精加工可以实现含放样体斜面的加工,边界选择三角形斜面的三个边,如图432~图435所示。

图432等高线粗加工

图433平面精加工

图434等高精加工

图435实体仿真

2.含圆槽斜面及圆槽加工

隐藏含放样体斜面加工中得到的走刀路线,并激活坐标系2。采用等高线粗加工、平面精加工和等高精加工可以实现含圆槽斜面及圆槽的加工,边界选择三角形斜面的三个边,

如图436~图439所示。

图436等高线粗加工

图437平面精加工

图438等高线精加工

图439实体仿真

3.带字斜面加工及刻字

在带字斜面上创建坐标系3。采用等高线粗加工和平面精加工完成斜面加工,采用多轴加工中的“单线体刻字”完成刻字加工,如图440~图443所示。

图440等高线粗加工

图441平面精加工

图442单线体刻字

图443实体仿真

4.后置处理生成加工程序

根据自己需要选择合适的数控系统生成加工程序。需要注意的是,一定要设置五轴定向铣选项,如图444所示。生成的加工程序如图445所示。

图444定向铣选项

图445加工程序

(四)程序传输

五、知识拓展

(一)DMU80五轴镗铣加工中心凸台类零件程序编制及模拟加工

凸台类零件图如图446所示。

图446凸台类零件图

1.程序编制

2.模拟加工

模拟加工结果如图447所示。

图447模拟加工

(二)DMU80五轴镗铣加工中心凹槽类零件程序编制及模拟加工

凹槽类零件图如图448所示。

图448凹槽类零件图

1.程序编制

2.模拟加工

模拟加工结果如图449所示。

图449模拟加工

能力测试

完成如图450所示零件的实体造型、自动编程及数控加工。

图450零件图

任务小结

本项目主要介绍了多面体零件加工所要做的工作和需要学习的知识。重点内容为五轴数控机床的特点、结构、分类、操作(对刀是重点)以及五轴加工零件的工艺编制及编程。遇

到零件首先应做好工艺,根据要求判断哪部分适合五轴机床加工,哪部分不需要五轴机床加工,以免造成零件成本的提高。其次在用CAXA制造工程师做五轴定轴铣加工的过程中,辅助坐标系可以极大地降低编程的难度。辅助坐标系只是起到一个辅助的作用(主要考虑的是Z轴的方向,辅助坐标系对于坐标原点的位置、X轴和Y轴的方向没有影响)。

任务二叶轮的数控加工

一、学习目标知识目标(1)掌握高速切削的现状和发展趋势等;(2)掌握高速加工编程与普通加工编程的区别;(3)熟练掌握叶轮的编程方法;(4)掌握叶轮零件编程参数的设置。

技能目标

(1)能编制叶轮加工工艺文件并用CAXA制造工程师编制叶轮加工程序;

(2)能正确对刀并设置刀具参数;

(3)能操作五轴数控机床进行零件加工。

二、工作任务

叶轮既指装有动叶的轮盘(冲动式汽轮机转子的组成部分),又指轮盘与安装其上的转动叶片的总称。整体叶轮作为发动机的关键部件,对发动机的性能影响很大,它的加工成为提高发动机性能的一个关键环节。但是由于整体叶轮结构的复杂性,其数控加工技术一直是制造行业的难点。

(一)叶轮的三维图

叶轮的三维图如图451所示。图451叶轮三维图

注:①毛坯为ϕ60×62.5,为了方便加工,已在车床上加工出如图452所示的形状。

②材料为硬铝。图452加工中心已加工出的毛坯形状

(二)任务具体要求

叶轮为单件生产,毛坯已提前加工好,材料为2A12硬铝(也可不根据图上材料要求结合自己现有的材料进行加工)。加工该零件的具体任务要求为分析零件图和零件结构工艺特征,拟定零件机械加工工艺方案,编制工艺文件,编写数控加工中心加工程序,在五轴数控机床上完成零件加工。

三、相关知识

(一)高速加工技术简介

1.高速切削技术简介

高速切削理论是1931年4月德国物理学家Carl.J.Salomon提出的。他指出,在常规切削速度范围内,切削温度随着切削速度的提高而升高,但切削速度提高到一定值后,切削温度不但不再升高反会降低(见图453),且该切削速度值与工件材料的种类有关(见图4

54)。

图453切削速度和切削温度的变化关系

图454Salomon切削温度与切削速度曲线

自20世纪后期以来,关于界定高速切削,国际上有以下几种说法:

(1)1978年,国际生产工程研究会(CIRP)切削委员会提出当切削线速度达到500~7000m/min的加工为高速切削。

(2)对铣削加工而言,主轴转速达到8000r/min以上为高速切削加工。

(3)德国达姆施达特(Darmstadt)工业大学以速度高于5~10倍普通切削速度的切削加工为高速切削。

(4)依照主轴设计的观点,以沿用多年的DN值(主轴轴承孔直径D与主轴最大转速N的乘积)来定义高速切削加工。当DN值达到(5~2000)×105mm·r/min时为高速切削加工。

高速切削技术是在机床结构及材料、机床设计、制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件和软件技术均得到充分发展的基础上综合而成的。因此,高速切削技术是一个复杂的系统工程。

2.高速与超高速切削的特点

高速与超高速切削的特点可归纳如下:

(1)随着切削速度的提高,单位时间内材料切除率增加,切削加工时间减少,切削效率提高3~5倍。加工成本可降低20%~40%。

(2)在高速切削速度范围,随着切削速度的进步,切削力随之减小,根据切削速度进步的幅度,切削力可减少30%以上,有利于对刚性较差和薄壁零件的加工。切削力的来源及分解如图455所示。

图455切削力的来源及分解

(3)从动力学的角度分析,高速切削加工过程中,随切削速度的进步使切削系统的工作频率远离机床低阶固有频率,从而可减轻或消除振动。故高速切削加工可降低已加工表面粗糙度,提高加工质量。切削速度与表面粗糙度的关系如图456所示。

图456切削速度与表面粗糙度的关系

(4)高速切削加工可加工硬度HRC45~65的淬硬钢,实现以切代磨。

(5)高速切削加工时,切屑以很高的速度排出,切削热大部分被切屑带走,切削速度提高愈大,带走的热量愈多,传给工件的热量大幅度减少,工件整体温升较低,工件的热变形相对较小。因此,有利于减少加工零件的内应力和热变形,提高加工精度,适合于热敏感材料的加工。

(二)高速加工编程对CAM编程软件的功能要求

高速铣削加工对数控编程系统的要求越来越高,价格昂贵的高速加工设备对软件提出了更高的安全性和有效性要求。高速切削有着比传统切削特殊的工艺要求,除了要有高速切削机床和高速切削刀具外,具有合适的CAM编程软件也是至关重要的。

下面以三点为例作简单介绍。

1)较高的计算编程速度

2)全程自动防过切处理能力及自动刀柄与夹具干涉检查能力

3)丰富的高速切削刀具轨迹编辑优化功能

CAM软件在生成刀具轨迹方面应具备以下功能:

(1)应避免刀具轨迹中走刀方向的突然变化,以免因局部过切而造成刀具或设备的损坏。

(2)应保持刀具轨迹的平稳,避免突然加速或减速。

(3)下刀或行间过渡部分最好采用斜式下刀或圆弧下刀,避免垂直下刀直接接近工件材料。

(4)残余量加工或清根加工是提高加工效率的重要手段,一般应采用多次加工或采用系列刀具从大到小分次加工,避免用小刀一次加工完成,还应避免全切削刀切削。

(5)刀具轨迹编辑优化功能非常重要,为避免多余空刀,可通过对刀具轨迹的镜像、复制、旋转等操作,避免重复计算。

(6)刀具轨迹裁剪修复功能也很重要,可通过精确裁剪减少空刀,提高效率,也可用零件局部变化时的编程,此时只需修改变化的部分,无须对整个模型重编。

(7)可提供优秀的可视化仿真加工模拟与过切检查,如Vericut软件就能很好地检测干涉。

高速切削编程首先要注意加工方法的安全性和有效性;其次,要尽一切可能保证刀具轨迹光滑平稳,这会直接影响加工质量和机床主轴等零件的寿命;最后,要尽量使刀具载荷均匀,这会直接影响刀具的寿命。

(三)RTCP和RPCP简介

RTCP(RotaryToolControlPoint)是五轴机床按照刀具旋转中心编程的简称。在非RTCP模式下编程,要求机床的转轴中心长度正好等于书写程序时所考虑的数值,任何修改都要求重新书写程序。如果启用RTCP功能后,控制系统会自动计算并保持刀具中心始终在编程的XYZ位置上,转动坐标的每一个运动都会被XYZ坐标的一个直线位置所补偿。相对传统的数控系统而言,一个或多个转动坐标的运动会引起刀具中心的位移,而对带有RTCP功能的数控系统而言,可以对刀具中心的轨迹直接编程,而不用考虑枢轴的中心距。这个枢轴中心距是独立于编程的,是在执行程序前由显示终端输入的,与程序无关,如图457所示。非RTCP和RTCP枢轴及刀心轨迹对比如图458所示。

图457枢轴中心及刀具长度

图458非RTCP和RTCP枢轴及刀心轨迹对比

RPCP(RotaryPartControlPoint)是五轴机床按照工件旋转中心编程的简称。不同的是该功能是补偿工件旋转所造成的平动坐标的变化。非RPCP和RPCP枢轴及刀心轨迹对比如图459所示。

图459非RPCP和RPCP枢轴及刀心轨迹对比

四、任务实施

(一)叶轮数控加工工艺文件编制

1.编制机械加工工艺过程卡

编制叶轮机械加工工艺过程卡,如表44所示。

2.编制数控刀具调整卡

编制叶轮零件数控加工刀具调整卡,如表45所示。

3.编制数控铣削加工工序卡

编制平面零件数控铣削加工工序卡,如表46所示。

(二)利用制造工程师2013构建叶轮的3D模型

1.半椭圆的线架构成

首先在桌面上新建一个记事本文件,按照如图460所示的内容输入空间点坐标。保存后,将其后缀名改为“.dat”的格式。单击主菜单中的“打开”菜单,选择dat数据文件,如图461所示。

图460叶片边界点坐标

图461选择叶片边界点坐标文件

打开文件后就能看到四条空间曲线,如图462所示。图462叶片边界曲线

单击曲线工具栏中的“直线”按钮,选择“正交”中的“长度方式”,长度设置为“50”,如图463所示。点击坐标原点,得到如图464所示的图形。

图463两点线设置

图464中心线

单击曲线工具栏中的“直线”按钮,选择“非正交”,连接点AE与BF,如图465所示。图465直线连接

2.叶轮曲面造型生成

单击曲面工具栏中的“直纹面”按钮,选择“曲线+曲线”的方式,如图466所示。按照软件提示拾取曲线,生成直纹面,如图467所示。图466直纹面生成方式

图467生成直纹面

单击曲面工具栏中的“旋转面”按钮,选择起始角为“0”,终止角为“360”,如图468所示。按照软件提示拾取旋转轴直线和母线,生成旋转面,如图469所示。图468旋转面角度设置

图469生成旋转面

按F9键切换到xoy平面,点击几何变换栏中的“阵列”按钮,选择“圆形”➝“均布”,份数为“8”,如图470所示。按照软件提示拾取叶片上的全部曲面后点击鼠标右键,输入的中心点为坐标原点,完成后点击鼠标右键即可,结果如图471所示。

图470圆形阵列设置

图471叶片阵列

单击曲线工具栏中的“相关线”按钮,选择“曲面边界线”中的“全部”,如图472所示。按软件提示选择蓝色曲面得到顶端和底端圆形曲线。图472相关线设置

单击曲线工具栏中的“整圆”按钮,选择“圆心_半径”,如图473所示。按软件提示,以顶端圆形曲线的圆心为圆心,绘制半径为“8”的圆,如图474所示。图473圆生成方式

图474生成圆

单击曲面工具栏中的“直纹面”按钮,选择“曲线+曲线”的方式,按照软件提示拾取曲线,生成直纹面,如图475所示。图475生成直纹面

单击曲面工具栏中的“扫描面”按钮,起始距离为“0”,扫描距离为“30”,扫描角度为“0”,扫描精度为“0.01”,如图476所示。按软件提示操作,按空格键选择扫描方向为“Z轴负方向”,拾取要扫描的曲线,完成扫描面,如图477所示。

图476扫描面参数设置

图477扫描面

单击曲线工具栏中的“整圆”按钮,选择“圆心_半径”,按软件提示,以坐标原点为圆心,绘制半径为“8”的圆,如图4

78所示。图478绘制圆

单击曲面工具栏中的“直纹面”按钮,选择“曲线+曲线”的方式,按照软件提示拾取曲线,生成直纹面,如图479所示。图479生成直纹面

单击曲面工具栏中的“直纹面”按钮,选择“点+曲线”的方式,按照软件提示拾取中心点与外轮廓线后点击鼠标右键,生成顶面,如图480所示。

图480生成顶面

(三)编写叶轮的加工程序

1.叶轮粗加工