圆弧型面数控加工优化初探.pdf

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1、圜圆弧型面数控加工优化初探中航工业黎明航空发动机(集团)有限责任公司(辽宁沈阳110043)杨金发叶洪涛某叶片类零件原来采用六个成形铣刀分八道工序进行加工，圆弧与叶肩转接半径由抛修完成。由于各成形铣刀制造合格率低，加工叶肩圆弧型面时容易超差，而且加工时需要更换八套夹具，多次周转，多次装夹定位，加工周期较长，成为技术瓶颈问题。一、高效数控加工舶可行性如图l所示叶片。根据该叶片数控加工特点及现场设备配置情况，决定采用五坐标加工中心及其专用软件醐RCS进行编程加工。由于此种叶片的叶身型面也是采用这个五坐标加工中心进行加工的，铣叶身型面用夹具能

2、够满足叶肩圆弧部位加工的夹紧定位需要，夹具无需再制作。从数控加工零件的工艺性、工艺装置的选择上考虑，叶肩圆弧进行集成化数控加工具有可行性。图3叶片装夹示意图图1叶片简图二、加工难点及特殊性三、数控程序设计与应用(1)设计要求的尺寸精度高，四个叶肩到上缘板端在加工之前除确定可以进行数控加工及能够合理装面的尺寸公差为007mm，公差范围小，受刀具磨损及夹定位外，确定数控加工工艺路线、创建实体模型、切装夹一致性影响，精度难以保证；叶肩与圆弧处转接半削方法、刀具的选用和程序定型加工是实现集成化数控径为1．5mm，刀具难选择；四个叶肩中，有三个叶

3、肩带加工的关键。有一定的倾斜角度，叶肩角度难保证(见图2)，建模1．确定数控加工工艺路线及编程难度大。根据叶片毛料余量分存情况，首先要对叶片叶肩圆(2)数控加工上缘板大圆弧及上缘板进、排气边叶弧加工区域进行划分，确定各区域加工顺序，根据各区肩时，走刀路线易同机床、夹具相干涉(见图3)，给域特点选择编程模块，在各编程模块中再确定加工范设计走刀轨迹带来很大难度。围、刀具、切削参数和进退刀的设置等。同时，合理的(3)由于叶肩与圆弧特殊的结构特点及位置关系，粗精加工方案，目的是要生产具有最大材料切除率的决定了其加工难度及特殊性。加工大小圆弧时，

4、需绕过Nc程序，可使工件留有较为均匀的余量。根据粗精加叶肩实现连续的周向切削，如图3所示。这种编程方法工再确定合理的切削用量，对保证和提高叶片制造精度鲞■2010年第10期参磊工冷加工www．meta／working1950．comI——~uuI——IIr．_圜■■■_J■n‘i■q●和生产效率起着十分关键的作用。艺路线，需将四个叶肩铣削完成，一是可以去除大余2．创建实体模型量，为铣削大小圆弧做准备，二是通过程序走刀、多层实体模型质量直接对加工效果起决定性的作用。铣削，可以加工完成四个叶肩，达到设计尺寸。我们利STARRAG设备专用软件

5、RCS是专门用来加工叶片的。用RCSTECH中的编程模块Surfacemilling进行程序编分urI1LIrY建模、TECH编程两部分。uTIuTY建立叶制。Surfacemilhng编程模块最大的优点是：根据型面的身模型简洁方便，但对于建立一些通用模型没有好方网格方向，控制刀轴方向，用刀具的侧面加工驱动面，法，在实际应用中我们采用Unigraphics与UTILITY建模而用刀具的刀尖部分加工零件表面。~bl0mmR1．5mm整相结合的方法，叶肩数控编程所用到的辅助驱动面由体硬质合金铣刀的应用，很好地完成了叶肩与圆弧转接Unigra

6、phics建立；圆弧的数控加工以“类叶片”为指导半径1．5mm清根工作，减少了后序加工圆弧时~b3mm思路，应用TECH中的hubandshroudmilling编程模块，球刀的吃刀量。通过四个程序，加工完成四个叶肩，通所以需用uTIuTY准备此编程模块所需的特殊模型元过调试后测量，四个叶肩均合格，且加工效率很高，程素。叶肩圆弧数字化模型元素众多，建立起来也比较复序稳定可靠。在实践中圆弧数控程序有两点需要注意：杂。模型要确保设计要求的尺寸及位置关系，这些要求一是大小圆弧有2—4mm的余量，需制订合理的粗精加工艺人员既要具备unuTY及U

7、G建模知识，还要具备工方案；二是由前面介绍的加工难点可知，数控加工上UTIIJIrY建模知识的灵活运用能力。精确而简洁的模型，缘板大圆弧时，走刀空间小，切削范围小，走刀路线易为以后叶肩圆弧程序编制、集成数控加工、提高数控加同机床、夹具相干涉，需合理选择刀具，要充分考虑走工效率，起非常重要的作用。刀轨迹的设计，避免产生干涉。刀轨产生后，经过刀位3．叶肩圆弧数控程序的设计轨迹模拟仿真确认没有碰撞干涉现象，才可以进行调试加工。最终固化程序后，主要技术参数如附表所示。(1)叶肩数控程序的编制根据制订的数控加工工程序参数参考表序号加工部位选择刀具

8、／mm前倾角(。)辅助角(。)加工余量"／mm步距／mm1大圆弧粗加工郝球刀1280．35l2小圆弧粗加工郝球刀12—80．35l3大圆弧半精加工球刀l28O．O6O．64小圆弧半精加工球刀12—8O．O6