powermill在叶轮四轴加工中应用

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1、POWERMILL在叶轮四轴加工中应用摘要：本文以一个典型叶轮加工的案例详细介绍了PowerMILL软件在叶轮四轴加工中的应用，利用该软件可以以形象直观的方式实现对叶轮零件的编程，可以将过切与干涉等不安全因素消除在机床加工之前，对于保证NC程序的正确性具有重要意义，为广大用户编制四轴程序提供了尽可能多的经验和参考。关键词：PowerMILL；叶轮的编程；加工仿真1前言整体叶轮是一类具有代表性且造型比较规范、典型的复杂零件，其形状特征明显，工作型面的设计涉及到空气动力学、流体力学等多个学科，因此曲面加工手段、加工精度和加工表面质量对

2、其性能参数都有很大影响。在数控铳削中，四轴、五轴数控加工因具备有效避免干涉、可侧铳直纹面、切削状态良好等优点，从而成为提高整体叶轮加工效率和质量的首选。本文基于整体叶轮的几何特征，利用PowerMILLIO.0软件对其进行加工轨迹规划，详细阐叙了叶轮加工的要点及加工的参数，对于编制叶轮四轴加工程序有详细的介绍，为读者今后加工同类型零件提供了一定的借鉴。2PowerMILL的工作流程PowerMILL是由英国DelcamPlc公司开发的一个独立运行、世界领先的专业数控加工编程软件。它的功能齐备，加工策略极其丰富，适用于广泛的工业领域

3、。PowerMILL独有的5轴加工策略、高效粗加工策略以及高速精加工策略，可生成最有效的加工路径，确保最大限度地发挥机床潜能。它功能强大，易学易用，可快速、准确地产生能最大限度发挥CNC数控机床生产效率的、无过切的粗加工和精加工刀具路径，确保生产出高质量的零件。3叶轮的编程3.1检查分析模型整体叶轮的关键体素是叶片，叶片曲面可以分为直纹曲面和自由曲面（非直纹曲面），其中直纹面又可分为可展直纹面和非可展直纹面。此外，为合理选择刀具并生成加工轨迹，也要确定流道的进水口宽度、出水口宽度等参数值。对叶轮零件进行测量可知叶片根部的R为1.5

4、MM，叶片最厚处为1MM、最薄处为0.6MM,出水口处宽度为15MM、进水口处宽度为9MM。叶片的侧面为可展直纹面、叶轮流道的底面为自由曲面（非直纹曲面）。根据叶轮的几何结构特点和使用要求，我们可以发现叶片的壁薄易发生变形，开粗时应留出足够多的余量给精加工，叶片表面要求光滑，刀路必须顺滑、刀路中间不能有接刀痕。由于不是所有叶轮都可以用四轴加工中心加工，所以我们还要分析一下零件的可加工性。四轴加工中心是通过零件沿旋转轴方向作匀速进给，同时绕旋转轴作匀速旋转运动，使刀具在空间形成运动轨迹为阿基米德螺旋线等空间复杂曲线，沿径向由外向内逐

5、层切削从而完成零件的加工。分析图形我们可以发现，叶轮叶片的扭曲度不大，叶片间的间隙较宽，当零件绕旋转轴慢慢旋转，我们沿着零件的直径方向看过去，产生的试加工刀路所有的刀轴都平行于曲面的经线，也就是说所有的曲面都可以加工到，由此我们可以确定此叶轮可以使用四轴加工中心加工。3.2叶轮的加工工艺方案通过对整个模型的分析，我们可以确定基本的加工工艺流程为：a・在POM塑料上车削加工回转体的基本形状；b.参考线精加工策略开粗叶轮的流道；C.曲面精加工策略精加工叶片内侧曲面；d.曲面精加工策略精加工叶片外侧曲面；e.曲面投影精加工策略精加工叶轮

6、的流道；f.曲面精加工策略清1.5MMR角。整个零件采用PowerMILLIO.0软件编程，选用普通的合金涂层刀具加工，加工机床为日本MAZAKNEXUS6000_II卧式加工中心。3.3叶轮的编程a.参考线精加工策略开粗叶轮流道叶轮流道出水口处宽度为15MM、进水口处宽度为9MM。开粗叶轮流道只能选择直径小于C9MM的平底刀，为了给精加工留有足够的余量，我们现在选取尽可能大的刀具05MM的平底刀进行加工。我们先在叶轮底面中心处绘制一条线作为刀路的轨迹线；设定刀具的刀轴朝向原点为(XO.YO.Z0.)平行于X轴的直线；运用参考线精

7、加工策略设置各个加工参数，产生如图1显示的刀路。参考线精加工策略产生的刀路,特点是所有刀路将按照所画参考线轨迹，沿着刀轴的方向，向上或向下以设定的步距偏置出多条刀路。由于零件是由6片形状完全相同且均布在圆周上的叶片构成，所以我们可以通过复制旋转的方法产生其他5个槽的程序。b.曲面精加工策略精加工叶轮内侧曲面开粗完叶轮流道后，每片叶片都留有单边2MM以上的余量。根据余量的分布和根部R角大小，我们选择C6R1的牛鼻刀对内侧叶片进行精加工。分析模型时我们发现，整个叶片的侧面是由一整块可展直纹面构成，因此我们选择曲面精加工策略加工叶片。曲

8、面精加工策略是按曲面的UV方向对单一的模型曲面进行加工的加工策略，它不受投影方向的限制，只按所选曲面的经纬线方向产生出刀路轨迹。选取叶片的内侧曲面，设定完加工参数后，通过计算我们可以得到图2刀路。a.曲面精加工策略精加工叶轮外侧曲面同样，我们使用曲