powermill在石油钻头体加工中的应用

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1、PowerMILL在石油钻头体加工中的应用石油钻头体如图1所示：该钻头体有五个空间方位的切削刃，每个切削刃上的工作部分有很多镶嵌金刚石刀片的盲孔，钻头体工作时就是依靠这些金刚石刀片进行切削。　　石油钻头体如图1所示：该钻头体有五个空间方位的切削刃，每个切削刃上的工作部分有很多镶嵌金刚石刀片的盲孔，钻头体工作时就是依靠这些金刚石刀片进行切削。图1全面钻进钻头体三维图图2粗加工钻头体三维图1.工艺分析　　钻头体的五条切削刃根部拔模角都为负值，使用三轴机床一次装夹无法加工到位，而且从上到下的深度为198mm，刀具悬长特别大，

2、切削效率低下，因此切削刃可以通过五轴铣削进行加工，或者在四轴加工中心上装夹两次，以实现立卧转换进行加工，镶嵌金刚石刀片的盲孔必须使用五轴机床才能加工到位。粗加工切削刃时，也会对盲孔进行切削，造成每个盲孔精加工时的余量都不相同，对精加工编程以及切削参数的设置会造成很大的困难，因此我们特别对零件的粗加工模型进行工艺性修改，将所有的孔洞修补好，确保盲孔精加工时的余量均匀，修改后的模型如图2所示。　　2.粗加工工艺方案　　为了减少加工成本，合理利用现有的机床资源，我们粗加工采取在四轴加工中心上装夹两次的方法，具体的工艺流程如下

3、：　　钻定位加工基准销孔立铣钻头切削刃上部卧铣钻头切削刃根部拔模　　2.1.定位加工基准　　结合零件结构和加工工艺特点，在零件底部钻两个φ10H7的销子孔，立铣加工切削刃上部和卧铣加工切削刃下部时找正销子作为定位基准，确保两次加工基准的一致性，也克服了零件结构无基准的缺陷，保证了零件的加工精度。　　2.2立铣钻头切削刃上部　　采用D25R5和d6的刀进行加工，加工策略为三维偏置区域清除，在进行立铣加工时，毛坯进行过车加工，为了减少空走刀，我们将车加工后的零件作为我们的毛坯，PowerMILL　　毛坯提供了由三角形定义毛

4、坯，允许从文件装载已经做好的三维文件，如图3所示。读入毛坯后，打开三维偏置区域策略表格，设置切削参数，并将偏置方向也就是切入方向设置为由外到内，应用该策略，计算刀具轨迹，计算完成后进行碰撞检查，可以立铣加工时需要的刀具的长度，结合刀具实际长度，运用刀具轨迹编辑功能，删掉不需要的刀具轨迹。立铣加工时的刀路图如图4所示　　3.PowerMILL三维偏置区域策略中的工艺设置　　3.1.限制刀具过载　　勾取限制刀具过载后，当刀具遇到预先设置的过载条件后，PowerMILL会自动输入一摆线刀具路径，以减少刀具的全刀宽切削。通常这

5、种过载出现在拐角、狭窄的槽、等处。刀具过载量由表格中的滑块控制，以百分比描述，设置及刀轨效果，如图5所示。3.2.手动设置下切步距　　如果在区域清除表格中将下切步距设置为手动，则可用五种方法产生Z高度，它们分别是：分割层数，下切步距，高度数值和中间层数以及平面。　　分割层数：按给定层数等距分割毛坯，最低层在毛坯的底部。下切步距：首先在毛坯的底部产生一Z高度，然后在Z方向按给定高度逐渐上移。设置保持恒定下切步距选项后，系统将自动修改下切步距值，使得产生的层间的距离均匀并尽量接近指定的下切步距值。高度数值：按给定值产生单个

6、Z高度。可按所需指定任意多个Z高度，但一次只能产生一个。平面：识别模型中的平坦区域并按此平坦区域的高度产生一Z高度(+余量)。中间层数：在当前Z高度间增加指定数量的Z高度。附加Z高度：也可使用已保存的区域清除刀具路径的Z高度。某一刀具路径被激活后，附加按钮即被激活。　　3.3.轮廓加工　　对平行区域清除策略来说，可对每一层进行轮廓加工，以清除刀具留下的台阶刀痕。在此有三种选项之前、之间和之后供选择。分别为PowerMILL首先运行轮廓路径，然后再运行平行路径;在运行平行路径过程中，系统将寻找并运行轮廓路径;PowerM

7、ILL最后运行轮廓路径。同时，可以设置每一Z高度还是最后的Z高度进行轮廓加工。　　3.4.斜向下切　　斜向下切可用在刀具无法从毛坯外部切入刀具路径的全切削深度位置的情况(如型腔内)。如图6所示.左斜角是刀具沿加工方向斜向切入毛坯时形成的坡度。有三种不同类型的斜向切入选项，它们分别是沿刀具路径、圆弧和直线。如果将左斜角的长度(斜向长度)限制在一有限距离，则将应用和左斜角移动方向相反的另外一种斜向移动-右斜角移动。斜向长度以“刀具直径单位”(TDU)来表示，例如，若刀具直径为10mm，则2TDU的斜向长度相当于20mm。通

8、常斜向长度应大于刀具直径，以便于从刀具底部排屑。如果勾取了有限斜向长度选项，则PowerMILL将插入右斜角进刀。右斜角的系统缺省设置是独立选项旗标置为开，即需自行输入最大角。其缺省设置为0度。旗标置关时，其值将与左斜角相同。如果选取了外部接近选项，则在保证不出现过切的情况下，将优先使用外部接近切入方法。如果斜向切入设置会导致过切