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1、五軸加工教程Cimatron China技術(shù)工程師胡志林使用5軸航空銑創(chuàng)建優(yōu)化渦輪葉片刀路軌跡 在該教程中將練習(xí)以下內(nèi)容: 1、為葉片創(chuàng)建不帶干涉檢查的高精度精加工,刀軸沿曲面法矢方向 2、降低層間快速跳刀高度 3、限制刀路軌跡使其在不能實(shí)現(xiàn)倒扣加工的機(jī)床上運(yùn)行 4、修改切削平面獲得沿葉片軸向更加光順的切削紋理 5、使用邊界樣條線獲得比單純切削平面更加光順的刀路軌跡 6、應(yīng)用起始點(diǎn)進(jìn)入葉片頂端 7、應(yīng)用切向進(jìn)退刀切削 8、使用自動(dòng)干涉檢查刪除刀尖可能切削渦輪葉片軸的位置 9、使用自動(dòng)干涉檢查使刀具在干涉渦輪葉片的地方傾斜 10、應(yīng)用干涉檢查在尖角處去處多余干涉 11、使用筆式跟蹤刀路不帶刀尖干
2、涉檢查獲得更光順的刀路 練習(xí)1創(chuàng)建精加工路徑 加載葉片并導(dǎo)入Improt.elt到NC文檔,檢查物體的曲面方向,切換曲面法向向外的是黑色曲面。 進(jìn)入方式:分析 曲面方向或工具條上的。 注釋?zhuān)簽榱耸垢淖儗?duì)模型有效,導(dǎo)入的數(shù)據(jù)應(yīng)該和原始文檔解除關(guān)聯(lián),為了反轉(zhuǎn)某些面的法向,請(qǐng)使用“手動(dòng)模式”修改曲面方向。 創(chuàng)建5X TP. 創(chuàng)建所有曲面的零件并定義毛坯為所有曲面偏移1mm。創(chuàng)建主選項(xiàng)為5X航空銑程序。 在程序設(shè)置中使用以下的設(shè)置: 選擇刀具按鈕按照以下圖示定義新的刀具確認(rèn)之后,進(jìn)入5X航空銑刀路軌跡對(duì)話框。 在曲面路徑頁(yè)面,選擇“等高”按鈕然后選擇“導(dǎo)動(dòng)曲面”按鈕,切換到選擇導(dǎo)動(dòng)曲面圖標(biāo)。通用的零件
3、曲面選擇功能有效,選擇綠色的曲面并退出(MMB)結(jié)束選擇,返回界面。選擇確認(rèn),保存計(jì)算刀路,刀路顯示如下圖:可以看出退刀高度非常高,我們希望降低快速抬刀高度,編輯程序請(qǐng)選擇連刀頁(yè)面設(shè)置快速抬刀高度為54mm。刀路顯示如下:保存上面的程序。 練習(xí)2精加工角度限制保障在某些機(jī)床上進(jìn)行非倒扣切削 一些機(jī)床軸在一定角度的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn),不能進(jìn)行倒扣加工,我們將通過(guò)角度限制檢查在5AxMSurf內(nèi)的角度輸出。 注釋?zhuān)阂恍C(jī)床傾斜角度為45度,這些機(jī)床一般不能超過(guò)90度(例如DMU70V,或DMU80P.) 創(chuàng)建一個(gè)新的程序,刀軸控制選項(xiàng)按以下頁(yè)面設(shè)置:激活在XZ平面內(nèi)的角度范圍設(shè)置為0到180度,在YZ平面
4、內(nèi)設(shè)置同樣的角度。刀軸方向不會(huì)與Z軸超過(guò)90度,打開(kāi)信息框觀察線框模擬,注意到K>=0。保存并創(chuàng)建新的程序。 練習(xí)3-修改加工平面的角度 我們希望修改刀路一邊在刀尖使用全切削,因此平行于刀路軌跡的平面與之關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系必須與曲面最高邊界曲線平面重合。 注釋?zhuān)耗阆M畲笙薅鹊脑谡麄€(gè)零件獲得統(tǒng)一的刀路減少跳刀角度,在多軸加工一個(gè)非常小的角度都能引起機(jī)床軸非常大的運(yùn)動(dòng)。在下圖中可以看出新舊刀路軌跡區(qū)別:新程序所有的刀路都平行于葉片頂部曲面,因此第一層切削完全圍繞葉片切削。保存并創(chuàng)建新的程序。 練習(xí)4-創(chuàng)建仿型刀路 以上刀路軌跡抬刀較多,為了獲得更少的退刀我們現(xiàn)在需要的是刀具始終在上邊界和下邊界的
5、刀路??梢酝ㄟ^(guò)兩種方法定義,曲線或曲面,兩種方法得出的結(jié)果不同,我們將演示兩種方法,首先是通過(guò)曲線。 注釋?zhuān)悍滦偷堵吩诓灰?guī)則形狀的零件加工中是最常見(jiàn)和廣泛應(yīng)用的加工策略,打開(kāi)曲面路徑頁(yè)面,改變平行切削為根據(jù)兩條曲線仿型加工。 打開(kāi)曲面路徑頁(yè)面改變?cè)赬Y平面內(nèi)的銑削角度和在Z向銑削角度 ,設(shè)置角度如下圖所示:選擇驅(qū)動(dòng)曲面上輪廓為第一導(dǎo)線,底部曲線為第二導(dǎo)線,改變雙向切削方式為單向切削方式。下圖中可以看出新的刀路軌跡與之前的差別:在下個(gè)練習(xí)中我們將學(xué)習(xí)怎樣應(yīng)用起始點(diǎn),以及使用進(jìn)退刀圓弧走刀消除進(jìn)退刀痕跡。 練習(xí)5-為封閉輪廓選擇起始點(diǎn)并應(yīng)用圓弧進(jìn)退刀 我們將修改刀路軌跡以便在頂端產(chǎn)生重復(fù)的切削,因
6、此根據(jù)坐標(biāo)系建立的平行于刀路軌跡的平面必須為曲面頂部平面的邊界曲線。 注釋?zhuān)簩?duì)于渦輪葉片的加工最好是在葉片頂部采用小圓弧進(jìn)退刀而不是大的曲面區(qū),這樣會(huì)更好的進(jìn)行拋光 。 編輯上個(gè)程序,選擇曲面路徑,選擇起始點(diǎn)如下圖。刀路軌跡發(fā)生變化,刀路起始點(diǎn)從邊界處開(kāi)始,側(cè)向步距也從選擇的邊界開(kāi)始。更好的加工策略是應(yīng)用圓弧進(jìn)退刀,為了達(dá)到此目的,再次編輯上個(gè)程序, 我們切換到連刀頁(yè)面,這里我們應(yīng)用進(jìn)刀宏指令切入零件,使用退刀宏指令離開(kāi)零件。刀路軌跡如下:上圖的進(jìn)、退刀軌跡并不太理想,我們這里改變切向圓弧為垂直切向半徑,將改變圓弧角度為90度。刀路軌跡如下所示:現(xiàn)在我們將應(yīng)用進(jìn)、退刀圓弧到所有層里,由于層間步
7、距應(yīng)該小于間隙的宏指令運(yùn)動(dòng),我們這里設(shè)置300%對(duì)于行間的大運(yùn)動(dòng)以及行間的小運(yùn)動(dòng)我們都選擇應(yīng)用宏,所以每個(gè)小于300%步距(3倍的1mm3mm)的運(yùn)動(dòng)將會(huì)執(zhí)行打斷進(jìn)退刀圓弧。如果我們仔細(xì)觀察刀路會(huì)發(fā)現(xiàn)刀具與底部曲面干涉了。下個(gè)練習(xí)我們將處理這些干涉,保存并創(chuàng)建新的刀路軌跡。 練習(xí)6-自動(dòng)干涉檢查這里有豐富的5軸干涉檢查策略,我們可以定義4種不同的曲面幾何,定義不同的偏移值,進(jìn)行高精度的避免干涉計(jì)算。 注釋?zhuān)鹤詣?dòng)干涉檢查是最重要的挑戰(zhàn)之一,3軸加工我們只要沿Z軸退刀就可以保障不接觸到任何干涉面,在 5軸我們可以定義退刀,移走刀路或者傾斜刀軸,為了避免干涉請(qǐng)打開(kāi)干涉檢查頁(yè)面,選擇忽略干涉點(diǎn)策略并檢
8、查刀尖位置,選擇所有粉色和藍(lán)色的面為檢查曲面。產(chǎn)生的刀路如下圖所示,所有刀尖干涉的地方通過(guò)干涉控制被刪除,該方法為處理干涉的基本方法,由于刀具的一些位置被刪除,切削會(huì)中斷,我們將在之后的練習(xí)中處理該問(wèn)題。您將看到刀尖不再有干涉,干涉檢查簡(jiǎn)單的去除了刀尖的干涉點(diǎn)位,但在刀軸仍然有干涉過(guò)程,為了加工更多的驅(qū)動(dòng)曲面刪除干涉點(diǎn)不是最好的方法,這里我們選擇另外的避免干涉 的方法 . 打開(kāi)干涉檢查頁(yè)選擇第二項(xiàng)干涉選項(xiàng),刀柄控制選擇“使用最大角度傾斜刀具”并使用側(cè)傾角為+-90,可能我們希望只通過(guò)粉色的曲面進(jìn)行刀軸干涉檢查,所以只選擇檢查曲面 #2 ,檢查曲面上的剩余毛坯應(yīng)該稍大于公差例如0.05,檢查頁(yè)面應(yīng)如下。保存并計(jì)算觀察TP結(jié)果。 練習(xí)7-加工圓角 為了加工圓角我們創(chuàng)建平行于曲面的刀路軌跡并進(jìn)行干涉檢查,打開(kāi)曲面路徑頁(yè)面選擇平行于曲面,選擇單一曲面輪廓藍(lán)色的曲面并
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