基于MasterCAM平台典型喷嘴环的数控加工.pdf

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1、A’基于MasterCAM平台典型喷嘴环的数控加工南京机电液压工程研究中心(江苏211106)张文丽航空环境控制系统中有很多涡轮类产品，其中它是一种材料为2Crlam典型喷嘴环，利用我某重点型号的涡轮冷却器产品中的喷嘴环是个难中心现有的数控设备，积极探索出加工该类零件较加工件，在我中心科研生产实践中很常见(见图好的工艺方案及数控加工过程。1)。一、数控加工工艺分析卫1．结构特点及加工难点26。躲。一‘‘电该零件材料为马氏体不锈钢，其冷加工切削性能和磨削性能良好，属于薄壁盘类零件。它的特点，放大是36个叶片均布，流道的喉道截面尺寸仅为1．67+omm，流道深为2．6+0

2、．0。3mm，流道底部和叶片侧面粗糙度值R=1．6m，流道底面与内外端面尽量接平。其加工难点在于流道的喉道截面尺寸很窄O且流道深，精度要求高，使得加工时刀具的选择非常有限，需定制专用刀具；如工艺方案或数控加工器窨止参数设置不当，零件极易产生变形和喉道截面尺寸亡哥超差。图12．工艺方案分析动鼓，就0．9s时蹄宽中点所对应的内、外表面应该零件毛坯选用棒料，采用先粗后精的工艺方力，以及各个制动鼓的重量对比可知：三种不同改案，制定总体流程：毛坯一粗车一粗铣一时效一磨进结构的制动鼓内、外表面应力较原始结构都有所加工一精铣一精车一平磨。降低，综合考虑应力与重量，密集周向筋结构的制

3、粗车：车出零件大致轮廓，留出磨量；在工件动鼓内、外表面应力降低最多，且重量较原始结构中间留单边lOmm，精铣装夹时上压板用；粗铣：增加值小于加宽加强带50mm结构，所以为最优改在叶片侧面和流道底面均留出0．3mm精铣余量，选进设计方案。用普通铣床，根据喉道截面尺寸和需留的精铣余表2结果对比分析量，刀具选择刀宽为lmm锯片刀；时效：消除加工原始加宽加强加宽加强密集周向结构结构带20mm带50mm筋结构应力；磨加工：磨两端面、内孔及外圆，叶片上端结构结构面留有0．2mm平磨余量；精铣：叶片型面由数控程内表面应力(％)10099．498．997．7序一次成形加工来保证叶片及

4、流道最终尺寸和精度外表面应力(％)10099．296．888．9重量(％)100101．8105．3104．6要求，是本论文将阐述的重点；精车：车去内孔预MW(收稿日期：20120719)留端，车外圆环槽；平磨：磨两端面，保证叶片深80乏参跏⋯As应庙I度及零件厚度。度为0．2mm；庐1．6mm立铣刀粗精铣叶片均采用同一走刀轨迹，直接用叶片最终轮廓偏离刀具半径二、数控精／m-r程序总方案值，粗铣时由于刀具直径太小，每层铣削深度仅为利用分厂现有的编程软件和数控加工设备，探0．05mm，铣削深度稍大则刀具极易断裂，刀具伸索出该喷嘴环的数控精加工铣削程序方案。出长度5～6m

5、m，伸出过长则刀具强度差，让刀现1．编程软件象严重。因刀具磨损快，故4号1．6mm精铣刀磨损该数控精jj~q-程序是基于编程软件MasterCAM后再用于做3号1．6mm粗铣刀。注意加工时是36个9．0平台生成，此软件无需画出实体，只需按1：1正叶片z向逐层向下铣削，切不可一个叶片铣削后再确画出要加工的轮廓线，画出适当的图形和选择合铣削下一个叶片，这会导致工件加工时受力不均适的加工参数即可自动生成用于数控机床加工的匀，易受切削力影响而产生变形。NC程序。注意画加工的轮廓线时一定要按最终尺(3)进退刀方式以圆弧方式接近和离开工寸的中差值来画。件，可有效避免突然接触工件时

6、产生的接刀痕，有效保证零件的表面质量。2．数控设备选择(4)确定切削用量切削用量详见后述程序，精铣选用的加工中心设备：台湾友嘉VM一其中~3mmYJ铣削时主轴转速3O00r／min，进给速度32sa，该设备的操作系统是FANUCSERIES0i～为600mm／min；1．6mm刀具粗精铣叶片切削用量MC，其性能指标为：主轴最高转速8000r／min，确定很关键，粗铣主轴转速为7000r／min，进给速快速移动30000mm／min，行程800mm×500mm×度为1500mm／min，精铣主轴转速为7O00r／min，500mm，机床内存容量为256kB。进给速度为3

7、00mm／min。3．刀具选择(5)主、子程序的调用因机床内存总容量根据零件材料2Crl3，选用国产的整体硬质合为256kB，~3mm刀铣削时分14层，1．6mm刀粗铣金带涂层立铣刀。选用6mm~1~3mITI立铣刀粗时分56层，如直接利用MasterCAM9．0软件的分层铣；因喉道截面尺寸为1．67~oinm，流道深铣削功能生成用于机床加工的NC程序，则机床的2．8mm，只能选用直径为1．6mm立铣刀铣叶片型内存容量远远不够；如利用机床的在线加工功能则面，双刃且刃长为4mm。该材料刀具耐磨性好且成存在很多弊端：操作者对程序无法手动更改；加工本相对较