汽轮机叶片汽道型面的数控加工

汽轮机叶片汽道型面的数控加工

叶片是叶片车辆连接部分最重要的零件。它的蒸汽形状复杂且大，其加工质量直接影响到电机的运行。对其采用数控加工,效果非常显著。现将我们取得成功的一些经验和方法介绍给同行们,望一起交流,共同提高。以三轴加工为例:一汽道内弧型面的粗加工一般采用R32立铣刀法向放量1mm二汽道背弧型面的粗加工采用R32立铣刀法向放量0.5采用R32球头立铣刀法向放量0.15mm四汽道背弧型面的精加工采用R32球头立铣刀法向放量0.15mm在粗加工中采用R32立铣刀。R刀的切削性能比球头刀好,切削效率高,成本较低。R1底角半径5(或3)mmFL高度60mmA边角0D刀杆直径同DL刀杆长度30B刀杆边角0机床为上海第四机床厂生产的通用三轴立式、卧式数控铣床(XK715B、XK755B).机床控制系统为西门子公司的R刀为通用高速钢圆柱立铣刀,;球头刀为硬质合金镶片球头刀。自动编程软件为美国EDSPLMSolutions的主导产品——Uni-graphics(简称UG)。该软件在实体造形、曲线加工、表面加工、刀具定义等方面有众多的实现方法,具有强大的模拟仿真能力。其中表面加工的实现方法是重点和难点,也是其应用于汽轮机叶片汽道型面机械加工的关键,我们在对其学习、使用、开发的过程中积累了一些经验,掌握了一些好的方法,现介绍如下:UG软件的表面加工主要实现方法有:平面铣(PlanarMill)、型腔铣(CavityMill),区域铣削(Areamilling)、清根切削(FlowCut)、曲面区域驱动(SurfaceArea)、可变轴轮廓铣(VariableContour)、螺旋驱动(Spiral)等,经过反复试验,多次使用,我们总结出区域铣削和曲面区域驱动在叶片汽道型面的机械加工中最行之有效,尤其是曲面区域驱动方法可应用于可变轴的加工。区域铣削是我们在叶片汽道型面加工中最常采用的方法。它通过指定切削区域、添加陡峭容纳环和修剪几何约束来定义铣操作。此方法不需要指定驱动几何而是利用零件几何自动计算出不冲突的容纳环,从而确定切削区域。通过参数设定选合适的走刀方向(Cutdirection)和进给方向(StepOver)及加工余量。曲面区域驱动(见图五)下面详细介绍一下曲面区域驱动方法。1、定义驱动几何。为了控制刀轴不过多的波动,通常利用规则的驱动曲面来控制刀轴。选择驱动几何时,只能选择实体表面或片体。2、定义切削方向。用于指定切削方向和第一刀开始区域。取决于实际加工状态。如粗铣时切削方向不应使刀具扎刀(向下铣削)。3、材料侧反向。加工型线时刀具是直接加工在叶片表面上的。而初始材料侧方向是垂直于驱动面指向下的(图示白色箭头),所以要通过材料反侧按钮改变方向(图示红色箭头)。4、值得注意的一项——刀具位置。刀具沿驱动点投影矢量方向从驱动点向零件表面进行,有两种刀具位置关系。相切接触(tanto)和中心接触(on)。一般加工叶片型线时选择相切接触,这种方式能避免刀具与加工表面过切,出现废品。5、过切处理。过切处理参数用于当刀具对零件表面产生过切时要求系统做出的响应。有四个选项来控制过切处理:(1)、不处理(None)。系统忽略驱动表面的过切情况,不能改变刀轨以避免过切。(2)、警告(Warning)。系统忽略驱动表面的过切情况,不能改变刀轨以避免过切。与“None”不同的是,在输出刀轨时将输出一警告信息。(3)、跳过(Skip)。系统将产生过切的驱动点删除,从而改变刀轨避免过切。(4)、退刀(Retract)。当存在过切时,系统利用非切削运动选项(Non-Cutting)中定义的参数使刀具退刀以避免过切。最后,利用曲面区域驱动方法创建固定轴轮廓铣操作的一般步骤如下:(1)选择建立操作(CreateOperation)按钮开始创建一个新的操作;(2)在CreateOperation对话框中,选择操作类型(Type——milLcon-tour);(3)选择一种操作子类型,如Fixed＿contour;(4)指定程序组(Program)、几何组(UseGeometry)、)刀具组(UseTool)和方法组(UseMethod),并输入操作名称(Name),单击Apply按钮进入固定轴轮廓铣操作对话框,同时在固定轴轮廓铣操作对话框中,可以重新编辑和选择;(5)在DriveMethod下拉列表框中选择曲面区域驱动方法(SurfaceArea),并定义驱动曲面及其相关参数以及驱动方法所要求的其他参数,定义结束后单击OK按钮返回固定轴轮廓铣操作对话框;(6)通过Part按钮定义或修改零件几何,通过Check按钮定义或修改检查几何;(7)指定其他参数(切削参数、非切削参数);以上这些是我及我的同事在实际工作中摸索出