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Application of POWERMILL in numerical control programming of aero-engine integral impeller

英国DELCAM公司的PowerMILL软件,在航空航天工业五轴加工中已有多年应用历史,其技术与服务己很成熟,以其功能强大及易操作性的特点,广泛应用于航空航天、汽车、船舶、内燃机、家用电器、轻工产品等行业。

目前国内外在叶轮制造方面都有很大的进展,国内大多数叶轮的生产厂家在复杂叶轮制造技术方面同国外相比还有一定的差距。本文就使用PowerMILL7.0对叶轮进行力II工轨迹规划作一说明,其基本加工工艺流程的制订以叶轮的几何结构特征和使用要求为依据,具体内容包括:

一、准备毛坯

材料为锻铝件,经车削加工制成回转体的基本形状,可以减少数控加工的时间。

二、刀具

从粗加工到最终的精加工均采用不同规格的球头刀或锥度球头刀,本例中采用R6,R3球头刀和R2全锥3°的锥度球铣刀。

三、加工工艺安排

1、装夹:采用芯轴装夹定位,也可以考虑在毛坯上制出键槽进行辅助定位,并制作适应芯轴定位装夹的专用工装;

2、找正:打表找正或采用寻边器。

四、粗加工流道部分

1、采用3+2定位五轴加工,尽量减少联动轴数,提高加工的稳定性。采用三维区域请除策略,粗加工留余量O.5mm,下切为3mm,主轴转速8OOOr/min,进给速度为1200mm/min。采用赛车道加工,光顺余量,下切方式为螺旋,充分发挥高速加工的效率。

2、在流道较窄的地方,采用3+2定位五轴加工,也可考虑采用五铀联动方式加工,好处是可以给后续的加工留下更均匀的余量,缺点是联动时切削不如定位五轴稳定。

五、粗加工叶片

选取要粗加工的叶片,PowerMILL会自动判断刀轴方向,自动避让旁边的叶片干涉。

六、进行合理的人工时效

可做去应力时效处理,这样可以改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能,以改善工件的内在质量。

七、二次粗加工

半精加工流道部分,采用五轴联动加工,留余量O.2mm,给精加工留更均匀的余量,保证后续加工切削稳定,在此加工中,采用曲面投影策略。

八、半精加工叶片

使用SWARF加工方式,刀轴为自动判断,留O.15mm余量,给精加工留更均匀的余量,保证后续加工切削稳定。

九、精加工流道

采用曲面投影方式,要注意曲面的经纬线分布及曲面的投影质量,这将直接影响刀具路径的质量和加工的表面质量。

十、精加工叶片

叶片精加工可采用SWARF加工方式,也可采用曲面投影方式。在本例中,由于叶片的由而是用直纹面构成的,用SWARF加工方式比较方便。

完成所有的程序后,可以先做一次机床仿真,检查编制的程序是否有过切、碰撞的情况,把所有可能会出现的意外情况杜绝在上机加工之前,以保证人员和设备的安全,然后作NC程序输出。

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