五坐标铣制窄流道三元流叶轮的工艺方法 - 其它修理知识 - 技术工种之机修知识网

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4 数控编程软件

　　数控编程软件采用NREC公司的透平叶轮加工编程软件Max5模块。该模块只能编制直纹面叶轮加工程序(要加工非直纹面叶轮,必须购买其他模块,如MaxAB等,但成本较高)。程序编制完后,可采用P3MAX软件进行刀具轨迹模拟,或用VeriCUT进行三维实体模拟。

5 几个关键难题

5.1刀具选型

(1)刀具切削效率:为提高工效,尽可能选用大直径球头铣刀,并优先选择多刃铣刀,这样可以提高切削速度。
(2)刀具结构型式:为提高刀具刚性,除尽可能用大直径的刀外,还要优先选多刃刀,在窄流道处,选择锥度球头铣刀。对于较宽的叶片,叶型精加工时还可以分段(分层)精加工(如图2),虽有加工刀痕,但接刀处手感尚可。
(3)刀具材料:依据不同的工件材料,选用不同材料的刀具。如不锈钢工件,粗加工用刀,优先选用高速钢铣刀或高速钢带涂层铣刀,这种刀的韧性较好。精加工时,优先选用硬质合金铣刀(可带涂层)。硬质合金刀较脆而硬度高、耐磨性好,可以加工出表面质量较好的工件。

5.2频繁断刀问题

　　在刀具选型正确的基础上,要解决此问题,可以从以下几个方面入手:(1)尽量避免扎刀现象。在轮盘型面曲率较大的情况下,可以适当地增加拖刀角度;(2)减小切深和吃刀量,适当提高刀具转速,以减小刀具所受抗力;(3)尽量避免走刀时的小圆弧转角;(4)改变走刀方向,使刀具切入时平稳。

5.3干涉问题

　　在多轴加工中,由于运动合成很复杂,很容易产生干涉而造成多种机床故障。如若很好地避免,可以对加工过程进行精确模拟(可以使用CGTECH公司的VeriCUT等软件进行空间三维实体加工过程模拟)。要模拟准确,必须进行精确的工件和刀具造型。经模拟后如仍有干涉现象,可返过来再修改程序的各种加工参数。如可改变进刀方向、减少切深、增加拖刀角度或选用点铣削方式(Pointmill,只对粗加工而言)等。也可以增加刀具长度,改变走刀路线(Toolpath)等。改变参数生成新的程序后再模拟,若仍有干涉则再修改参数,直至做出成功的加工程序后,方可用于实际工件切削加工。

6 结论

　　在以上各种方法措施使用得当的情况下,既可提高加工效率,又可保证加工质量,同时又尽可能地减少了刀具等的消耗。经过几个叶轮加工的实际验证,以上各种方法措施还是很有效的。

7 存在的问题和建议

　　在目前条件下,复杂型面工件的数控加工效率还有待于进一步提高。以后可以逐渐尝试用高质量的刀具(如某些进口刀具)来进行高速铣制。也可以采用专业化的CAM软件,并辅以高精度的三维加工模拟软件或数控程序优化软件。模拟软件可以将机床的各运动部件都进行造型,使模拟更加真实,从而可保证更高的加工可靠性。程序优化软件可以适当提高机床的加工效率并减少刀具消耗,降低加工成本,提高加工质量。

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五坐标铣制窄流道三元流叶轮的工艺方法

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:1

TechnicalMethodofFiveAxleCoordinateMilling3DImpellerwithNarrowChannel
摘要：介绍了一种较难加工的三元流铣制叶轮的特征,提出了加工方法。对加工过程中的几个关键难题,提出了解决办法,为进一步提高加工效率提出了建议。
Abstract:Thefeatureofmilling3Dimpellerisintroducedandmachiningmethodisputforward.Solvingmethodofseveralkeyproblemsduringmachiningaresetforth,recommendationforfurtherimprovingmachiningefficiencyisputforward.

1 引言

　　三元流铣制叶轮的五坐标联动数控加工,目前在我公司的制造技术方面尚属于高难度的新数控加工技术。随着我公司三元流产品的不断增多,在数控加工技术方面逐渐积累了一些经验,使该项技术在我公司逐渐趋于成熟,并产生了良好的社会和经济效益。由于受编程软件功能的限制,目前还只能加工一些直纹面(RuledSurface)的三元流铣制叶轮。最近,随着我公司三元流风机设计技术的不断提高,出现了一些较难加工的三元流铣制叶轮。如长短叶片相间、且叶片数量较多(长短各12枚)、窄流道(最窄处11mm左右)并且叶片很宽(80mm以上)的三元流叶轮的五轴联动数控加工。下面就这类三元流叶轮的数控铣制工艺方法、加工难点及工艺措施等予以简要论述。

2 叶轮的特征

　　我公司2653a产品的三元流叶轮,就是这种难加工叶轮的一个典型。其流道最窄处只有11mm(叶片表面留有0.3mm左右的余量),叶片最宽处(沿直纹曲面母线方向)宽度达87mm左右,长短叶片相间,各有12枚,而且叶片的扭曲程度较大,见图1。
3 加工方法

　　铣制叶轮的加工总体上分粗加工和精加工。首先,由于流道很窄,而出口处较宽,为了提高工作效率,将流道长度方向上分成两段:较宽处用直径较大的刀,较窄处用直径较小的刀(流道底面为三维空间曲面,用球头刀)。其次,由于流道很深,故需分若干层来铣制,每层走一定的深度。为了提高切削的平稳性,走刀方向:出口处由外向里(由出口边向进口边,即TrailingtoLeading),而进口处则由里向外走(LeadingtoTrailing),并在中部相接处有一定的重叠量。

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