專利名稱：一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣五軸插銑加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及銑加工技術(shù)，特別提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣五軸插銑加工方法。該
技術(shù)屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣類零件數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域，將插銑加工技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜機(jī)匣零件 五軸數(shù)控銑加工，解決了復(fù)雜機(jī)匣五坐標(biāo)可變軸插銑刀軌生成的技術(shù)關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)了航空發(fā) 動(dòng)機(jī)復(fù)雜機(jī)匣類零件外型面五坐標(biāo)高效數(shù)控銑加工。
背景技術(shù)：
插銑加工技術(shù)采用類似鉆孔的加工方式去除零件表面大部分余量，具有加工效率 高的特點(diǎn)，已經(jīng)在模具加工行業(yè)應(yīng)用，但只有固定軸插銑功能，不具備五坐標(biāo)可變軸插銑功

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提高復(fù)雜機(jī)匣類零件外型面數(shù)控銑加工效率。 本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣五軸插銑加工方法，其特征在于其工藝過程 如下 1)據(jù)零件材料和結(jié)構(gòu)選擇合適的插銑刀具； 2)根據(jù)選擇的插銑刀具確定插銑加工工藝參數(shù)； 3)應(yīng)用UG軟件多軸銑功能生成具有固定步長(zhǎng)的刀具軌跡； 4)將固定步長(zhǎng)的刀具軌跡導(dǎo)入MASTERCAM軟件轉(zhuǎn)化為插銑數(shù)據(jù)點(diǎn)； 5)將插銑數(shù)據(jù)點(diǎn)導(dǎo)入U(xiǎn)G軟件，通過UG軟件孔加工功能，進(jìn)行插銑刀具路徑規(guī)劃； 6)配置后置處理程序，生成五坐標(biāo)插銑數(shù)控加工程序。 零件工藝性分析 零件工藝性分析是指對(duì)零件工程圖紙信息進(jìn)行的分析，根據(jù)組成零件的各特征元 素(如形狀、精度、材料等)為依據(jù)，按照高質(zhì)量、高效率、低成本的原則，選擇合適的加工設(shè) 備、有效的加工刀具，以及安全、可靠的工藝裝備，確定合理的工藝參數(shù)、優(yōu)化的工藝路線， 從而獲得最佳的加工工藝方案，最終滿足零件工程圖紙和有關(guān)技術(shù)文件的要求。在數(shù)控加 工中，從零件的設(shè)計(jì)圖紙到零件成品合格交付，不僅僅要考慮到數(shù)控程序的編制，還要考慮 到零件加工工藝路線的安排、加工機(jī)床的選擇、切削刀具選擇、零件加工中的定位裝夾等一 系列因素的影響。 中介機(jī)匣屬于整體環(huán)形機(jī)匣，毛坯為整體鍛件，完全靠機(jī)械加工的手段加工成型。 材料為高溫合金，硬度在(40-45HRC)之間，在加工中存在冷作硬化現(xiàn)象。壁厚較薄，零件容 易變形，型腔壁厚為1.21mm結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，安裝座較多，形狀不規(guī)則，需五軸聯(lián)動(dòng)加工。
零件加工工藝路線的制定 通過分析零件設(shè)計(jì)圖，熟悉了零件結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求，根據(jù)零件的工藝特點(diǎn)，確定加 工方法，選擇加工設(shè)備，劃分加工工序，編制工藝規(guī)程。在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比 較集中，一次裝夾應(yīng)盡可能完成全部工序。與普通機(jī)床加工相比，數(shù)控加工工序加工工序劃分有其自己的特點(diǎn)，要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮。工藝路線如 下 毛料圖表一粗車前端基準(zhǔn)一粗車后端一鏜定位孔一粗銑外形及凸臺(tái)一修基準(zhǔn)一 半精車大端型面一半精車小端型面一精銑外形及凸臺(tái)一修基準(zhǔn)一精車大端型面一精車小 端型面一鉆各凸臺(tái)孔一熒光檢查一清洗一最終檢驗(yàn)
零件加工工序解決的加工難點(diǎn) 通過工藝分析和加工工藝路線的制定，這個(gè)零件的銑加工難點(diǎn)集中在以下幾個(gè)方 面 1)機(jī)匣采用高溫合金材料，屬于難加工航空材料，材料硬度為HRC 42，既硬又艮， 在加工中存在嚴(yán)重的冷作硬化現(xiàn)象，刀具磨損嚴(yán)重，采用常規(guī)切削方式，很難加工，再加上 此機(jī)匣毛坯采用整體鍛件結(jié)構(gòu)，加工余量非常之大，更增加了加工的難度。針對(duì)以上特點(diǎn)， 我們采用了插銑加工方式，雖然數(shù)控編程的難度較大，但是加工方法卻很有效，加工效率也 較高。 2)此機(jī)匣屬于薄壁機(jī)匣，機(jī)匣壁厚尺寸僅為1. 2+/-0. l，零件在加工中極易產(chǎn)生 變形，造成零件壁厚尺寸超差，因此減小零件變形，保證壁厚尺寸合格是我們面對(duì)的一大難 題。根據(jù)加工高溫合金材料，刀具磨損較快的特點(diǎn)，按照零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將零件型面分成 12個(gè)區(qū)域，采用對(duì)點(diǎn)加工方式進(jìn)行零件外形面的銑加工，這樣可以均勻的去除零件表面余
量，減小零件的變形，又容易保證零件壁厚尺寸合格。
刀具和切削參數(shù)選擇及優(yōu)化 粗加工中應(yīng)盡量選用端銑刀，針對(duì)粗銑時(shí)余量較大這一特點(diǎn)，應(yīng)盡可能選直徑較 粗的銑刀。要保證一次銑削面積盡可能大，不宜頻繁換刀，否則將得不償失。同時(shí)還要考 慮到所使用的刀具要盡量靠到刀具商提供的標(biāo)準(zhǔn)刀具系列中去，如果是非標(biāo)設(shè)計(jì)，那么由 于設(shè)計(jì)費(fèi)較高，導(dǎo)致刀具的購入成本提高，使得產(chǎn)品的生產(chǎn)成本提高，刀具的種類也愈少愈 好。 精銑是外型面加工的最后一道工序，應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙尺寸，并且要保證零件的光 潔度，因此，主要考慮使用帶R的成型銑刀。此外，精銑有大量的清根程序，使得刀具直徑比 較小。受上述各種條件制約，精銑中多選用整體硬質(zhì)合金銑刀。 切削速度的選擇主要取決于被加工工件的材料硬度和刀具材料構(gòu)成。進(jìn)給速度的
選擇主要取決于被加工工件的材質(zhì)及銑刀的直徑。國(guó)內(nèi)外一些刀具生產(chǎn)廠家的刀具樣本附
有刀具切削參數(shù)選用表，可供參考。每齒進(jìn)給量Fz、切削速度vc是基本參數(shù)，與材料特性直
接相關(guān)，可從刀具廠家提供的刀具手冊(cè)中查出其范圍，但切削參數(shù)的選用同時(shí)又受機(jī)床、刀
具系統(tǒng)、被加工工件形狀以及裝夾方式等多方面因素的影響，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整切
削速度和進(jìn)給速度。再輔以經(jīng)驗(yàn)選出特定值。 切削深度即的確定ap =刀具半徑*cl*c2 ; cl為材料硬度系數(shù)，c2為刀具長(zhǎng)徑比系數(shù)； 主軸轉(zhuǎn)速的確定N = 1000*Vc/ (2*刀具半徑* Ji); 進(jìn)給速度的確定Vf = N*齒數(shù)*Fz ; 插銑寬度=刀片寬度/2。 Post Builder后置處理器應(yīng)用
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此零件的加工是在五坐標(biāo)立式加工中心上進(jìn)行的，控制系統(tǒng)是西門子840D系統(tǒng)。 生成的操作必須通過專門的后置處理程序進(jìn)行處理格式和命令轉(zhuǎn)換，才能轉(zhuǎn)變成五坐標(biāo)加 工中心識(shí)別并可在其上正確運(yùn)行的NC程序。不同的數(shù)控機(jī)床，因控制系統(tǒng)不同，對(duì)其數(shù)控 程序要求的代碼格式輔助指令等使用不同。因此要針對(duì)不同的數(shù)控系統(tǒng)生成不同的后置處 理生成器，像一個(gè)翻譯一樣，在CAM軟件和數(shù)控機(jī)床之間起了不可缺少的橋梁作用。開發(fā)出 西門子840D系統(tǒng)五坐標(biāo)加工中心的后置處理生成器，是保證高速銑削正確進(jìn)行的一個(gè)非 常重要的前提。 首先收集必要的數(shù)據(jù)，以便能輸出正確的語句格式，這些數(shù)據(jù)包含機(jī)床的各部分 結(jié)構(gòu)，機(jī)床坐標(biāo)系，各軸原點(diǎn)設(shè)置，各軸最大行程和一些機(jī)床參數(shù)、數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度、圓弧定義方 式、刀庫命令等。 此外由于該機(jī)床是一個(gè)工作臺(tái)翻轉(zhuǎn)的五軸加工中心，有一個(gè)重要要素即第4軸
(工作臺(tái)平面旋轉(zhuǎn))至第5軸(工作臺(tái)立式翻轉(zhuǎn))的距離是一個(gè)至關(guān)重要的參數(shù)，它涵蓋了
零件基準(zhǔn)、余量與機(jī)床第五軸的旋轉(zhuǎn)中心的高度，如果定義不當(dāng)將使得含有5坐標(biāo)的加工
程序加工位置產(chǎn)生偏差。 NX-CAM在零件加工中的應(yīng)用 在NX平臺(tái)進(jìn)行CAM數(shù)控程序的編制過程中，數(shù)控程序加工路線設(shè)計(jì)、選擇走刀路 線、選擇合理的刀具和切削參數(shù)等等，直接影響到所編制程序的質(zhì)量，然后把生成的刀位文 件進(jìn)行后置處理，生成相應(yīng)的加工程序。
NX數(shù)控程序加工路線設(shè)計(jì) 零件加工工藝路線分為若干加工工序，每道工序由許多加工工步組成，NX CAM中 的操作對(duì)應(yīng)每個(gè)加工工步，加工工序中工步順序的安排，走刀路線的設(shè)計(jì)，是數(shù)控程序設(shè)計(jì) 的重要工作，對(duì)零件的加工質(zhì)量和加工效率起到至關(guān)重要的作用，一般來講，在零件粗加工 時(shí)，主要考慮提高加工效率，盡量為精加工留較均勻的加工余量，而在精加工時(shí)，主要考慮 如何保證加工精度，減少零件變形，均勻的加工余量有利于采用高速銑加工方式。為此我們 在用NX設(shè)計(jì)數(shù)控程序加工路線時(shí)，主要分粗銑外型和精銑外型。
零件CAM模型的建立 因用NX設(shè)計(jì)數(shù)控程序加工路線時(shí)，主要分粗銑外型和精銑外型，為此零件CAM模 型的建立也必須設(shè)計(jì)成粗銑CAM模型和精銑CAM模型。CAM模型包括零件幾何體PART_ MODL、零件毛坯幾何體PART_BLANK， 二者通過裝配的方法結(jié)合成CAM模型。粗銑CAM模型見 圖1，精銑CAM模型見圖2。
粗銑外型加工路線設(shè)計(jì) 1、銑12面體使用OFER 070405N-M16 T25M機(jī)夾刀
2、銑進(jìn)刀槽使用XOMX 090308TR-M08 F40M機(jī)夾刀
3、插銑腔槽使用XOEX 120408R-M07 F40M插銑刀
4、銑島嶼外型使用使用(M6和小12端銑刀
5、銑零件型面使用使用(M6和小12端銑刀
6、清根使用小8和(M0球刀
精銑外型加工路線設(shè)計(jì) 1、精銑凸臺(tái)端面使用小40的端銑刀一刀成型。
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2、精銑凸臺(tái)輪廓使用小10球刀，沿凸臺(tái)外形分層加工，每層切深0.3mm。
3、精銑零件型面使用小12的端銑刀，分二層加工，每層切深0. 5mm。
4、清根使用小8球刀，加工殘留余量。
NX刀具路徑的設(shè)計(jì) 因此機(jī)匣零件為曲面零件，用大直徑刀具的插銑粗加工或利用曲面輪廓銑的邊界 驅(qū)動(dòng)、區(qū)域銑削、曲面區(qū)域驅(qū)動(dòng)等多種驅(qū)動(dòng)方式，加工之后可能在大刀具加工不到的部位存 在許多未切削材料，需要利用小直徑刀具采用曲面輪廓銑的邊界清理這些未切削材料。此 外在加工中還根據(jù)不同的加工部位采用多種走刀路線相結(jié)合的方法，完成該機(jī)匣零件的加 工。在粗銑加工中，采用了 ZIG， ZIG-ZAG等切削方法，為直線走刀，走刀路線大大縮短，提高 了加工效率。在精銑加工中，采用了 Profile、 Follow periphery等方法，生成了各種不同 的加工路線，滿足了各種零件設(shè)計(jì)尺寸及加工精度的要求。
粗銑外型加工的插銑腔槽刀具路徑的設(shè)計(jì) 插銑加工方式又稱為鉆入式加工方式，插銑加工沿著刀具軸向進(jìn)給，有利于發(fā)揮 機(jī)床的剛性，可以通過增大每齒切深的方法提高加工效率，因此使用插銑加工方式是提高 高強(qiáng)度金屬材料粗加工效率的有效方法。目前的具有插銑加工方式的CAM軟件較少，NX4.0 也只能完成固定軸插銑，不能實(shí)現(xiàn)可變軸插銑。針對(duì)此零件環(huán)形件加工余量大，我們利用點(diǎn) 位加工方式，在NX4. 0平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了可變軸插銑程序的編制。五軸插銑實(shí)現(xiàn)過程如下
據(jù)零件材料和結(jié)構(gòu)選擇合適的插銑刀具； 根據(jù)零件材料、外形曲面特征選擇插銑刀具，加工材料為INCOL 718鎳基高溫合 金，此材料即硬又艮，加工難度極大，試驗(yàn)表明山高公司的F40M插銑刀片較適合該材料的 加工，在較寬敞的區(qū)域采用小40的插銑刀具，相當(dāng)較窄的區(qū)域采用小32的插銑刀具。
根據(jù)選擇的插銑刀具確定插銑加工工藝參數(shù)； F40M插銑刀片規(guī)格為12X6，原則上插銑的寬度不能超過刀片的寬度，一般選定 刀片寬度的1/2作為插銑加工的寬度，切削速度為40米/分，每齒切深為0. 2毫米。
應(yīng)用UG軟件多軸銑功能生成具有固定步長(zhǎng)的刀具軌跡； 在UG平臺(tái)，采用多軸加工方式，使用可變軸曲面驅(qū)動(dòng)方法生成等步長(zhǎng)的刀具軌
跡，加工幾何體選擇零件外表面的錐形曲面，檢查幾何體設(shè)置為零件外表面上的凸臺(tái)，按步
長(zhǎng)為3X3毫米規(guī)劃刀具路徑軌跡，生成格式為CLS的刀具路徑文件。 將固定步長(zhǎng)的刀具軌跡導(dǎo)入MASTERCAM軟件轉(zhuǎn)化為插銑數(shù)據(jù)點(diǎn)； 將UG中生成的CLS的刀具路徑文件導(dǎo)入到MASTERCAM軟件轉(zhuǎn)化為刀具路徑坐標(biāo)
點(diǎn)，在MASTERCAM對(duì)刀具路徑點(diǎn)進(jìn)行編輯，去除無用的坐標(biāo)點(diǎn)，再將編輯過的刀具路徑點(diǎn)以
Asc II碼文件導(dǎo)出。 將插銑數(shù)據(jù)點(diǎn)導(dǎo)入U(xiǎn)G軟件，通過UG軟件孔加工功能，進(jìn)行插銑刀具路徑規(guī)劃；
將MASTERCAM軟件生成的Asc II碼文件導(dǎo)入U(xiǎn)G軟件生成樣條曲線，抽出樣條曲 線上的節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)生插銑加工的云點(diǎn)集，選擇起始點(diǎn)作為預(yù)鉆孔點(diǎn)，生成預(yù)鉆孔加工程序，再 依次順序選擇其余云點(diǎn)，采用孔加工方式生成插銑加工程序，加工刀具始終垂直于加工零 件表面，實(shí)現(xiàn)五軸插銑加工功能。配置后置處理程序，生成五坐標(biāo)插銑數(shù)控加工程序。
根據(jù)不同的五坐標(biāo)加工中心機(jī)床結(jié)構(gòu)，配置UG后置處理文件，直線軸與旋轉(zhuǎn)軸分 別運(yùn)動(dòng)，經(jīng)后置處理后生成數(shù)控加工程序，即可用于加工零件。精銑島嶼輪廓刀具的路徑的
6設(shè)計(jì) 此機(jī)匣的固定角度凸臺(tái)加工采用固定軸曲面輪廓銑加工方式，驅(qū)動(dòng)方式采用了多 種驅(qū)動(dòng)方式。而變角度凸臺(tái)加工采用可變軸曲面輪廓銑加工方式，驅(qū)動(dòng)方式為直紋面驅(qū)動(dòng) 方式。 精銑清根刀具的路徑的設(shè)計(jì) 由于加工零件島嶼輪廓與加工零件型面程序采用的是不同的加工刀具，驅(qū)動(dòng)方法 也不一樣，在它們之間的接刀處，留有殘余材料，因此使用尺寸較小的刀具編制了清根程序 清除殘余材料；此機(jī)匣的清根加工采用可變軸曲面輪廓銑加工方式，驅(qū)動(dòng)方式多采用邊界 驅(qū)動(dòng)來完成。 數(shù)控程序加工仿真 為了保證程序的可加工性，減少實(shí)際試制時(shí)間，節(jié)約費(fèi)用，我們將生成的加工程序 在NX軟件上進(jìn)行3D動(dòng)態(tài)加工仿真。通過仿真可對(duì)程序進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在加工中是否過切， 特別是刀具軸變化有特殊要求，旋轉(zhuǎn)角度有限制的程序，可通過仿真確保刀軸變化平穩(wěn)過 渡。對(duì)于仿真結(jié)果不理想的程序，則可返回加工模塊對(duì)加工方式、參數(shù)等進(jìn)行修改，直至仿 真結(jié)果符合加工要求。
數(shù)控程序驗(yàn)證 數(shù)控程序加工仿真能夠驗(yàn)證刀具軌跡運(yùn)動(dòng)的正確性，檢查刀具、刀柄與夾具、機(jī)床 之間是否存在干涉，能否發(fā)生碰撞；選擇刀具是否合理，能否滿足加工要求，是否存在過切 現(xiàn)象；但是實(shí)際加工中發(fā)生的讓刀、零件變形等現(xiàn)象，還需通過零件試切驗(yàn)證，以確定切削 用量是否合理，程序中的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和切削深度等給定數(shù)值能否滿足加工要求。
結(jié)論 在此機(jī)匣數(shù)控銑加工程序優(yōu)化過程中，我們應(yīng)用了先進(jìn)的UG NX軟件，建立了精確
的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了合理的加工路線，編制了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工程序，將高速銑的加工理念
和插銑加工方法應(yīng)用到機(jī)匣的加工過程中，通過銑削加工中走刀路線的改進(jìn)、刀具的合理
選擇、切削參數(shù)的優(yōu)化，零件的加工效率和加工質(zhì)量得到了大幅度的提高。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明解決了復(fù)雜機(jī)匣件五坐標(biāo)可變軸插銑刀具軌跡生成的關(guān)鍵
技術(shù)，為機(jī)匣加工提供了有效手段，提高了機(jī)匣加工效率，降低了加工成本。


圖1為插銑云點(diǎn)；
圖2為插銑路徑； 圖3為精銑島嶼輪廓刀具的路徑的設(shè)計(jì)；
圖4為精銑清根刀具的路徑的設(shè)計(jì)。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 1據(jù)零件材料和結(jié)構(gòu)選擇合適的插銑刀具； 根據(jù)零件材料、外形曲面特征選擇插銑刀具，加工材料為INC0L 718鎳基高溫合 金，此材料即硬又艮，加工難度極大，試驗(yàn)表明F40M插銑刀片較適合該材料的加工，在較寬敞的區(qū)域采用小40的插銑刀具，相當(dāng)較窄的區(qū)域采用小32的插銑刀具。
根據(jù)選擇的插銑刀具確定插銑加工工藝參數(shù)； F40M插銑刀片規(guī)格為12X6，原則上插銑的寬度不能超過刀片的寬度，一般選定 刀片寬度的1/2作為插銑加工的寬度，切削速度為40米/分，每齒切深為0. 2毫米。
2應(yīng)用UG軟件多軸銑功能生成具有固定步長(zhǎng)的刀具軌跡； 在UG平臺(tái)，采用多軸加工方式，使用可變軸曲面驅(qū)動(dòng)方法生成等步長(zhǎng)的刀具軌
跡，加工幾何體選擇零件外表面的錐形曲面，檢查幾何體設(shè)置為零件外表面上的凸臺(tái)，按步
長(zhǎng)為3X3毫米規(guī)劃刀具路徑軌跡，生成格式為CLS的刀具路徑文件。 3將固定步長(zhǎng)的刀具軌跡導(dǎo)入MASTERCAM軟件轉(zhuǎn)化為插銑數(shù)據(jù)點(diǎn)； 將UG中生成的CLS的刀具路徑文件導(dǎo)入到MASTERCAM軟件轉(zhuǎn)化為刀具路徑坐標(biāo)
點(diǎn)，在MASTERCAM對(duì)刀具路徑點(diǎn)進(jìn)行編輯，去除無用的坐標(biāo)點(diǎn)，再將編輯過的刀具路徑點(diǎn)以
Asc II碼文件導(dǎo)出。 4將插銑數(shù)據(jù)點(diǎn)導(dǎo)入U(xiǎn)G軟件，通過UG軟件孔加工功能，進(jìn)行插銑刀具路徑規(guī)劃；
5將MASTERCAM軟件生成的Asc II碼文件導(dǎo)入U(xiǎn)G軟件生成樣條曲線，抽出樣條曲 線上的節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)生插銑加工的云點(diǎn)集，選擇起始點(diǎn)作為預(yù)鉆孔點(diǎn)，生成預(yù)鉆孔加工程序，再 依次順序選擇其余云點(diǎn)，采用孔加工方式生成插銑加工程序，加工刀具始終垂直于加工零 件表面，實(shí)現(xiàn)五軸插銑加工功能。 6配置后置處理程序，生成五坐標(biāo)插銑數(shù)控加工程序。 根據(jù)不同的五坐標(biāo)加工中心機(jī)床結(jié)構(gòu)，配置UG后置處理文件，直線軸與旋轉(zhuǎn)軸分 別運(yùn)動(dòng)，經(jīng)后置處理后生成數(shù)控加工程序，即可用于加工零件。精銑島嶼輪廓刀具的路徑的 設(shè)計(jì). 此機(jī)匣的固定角度凸臺(tái)加工采用固定軸曲面輪廓銑加工方式，驅(qū)動(dòng)方式采用了多 種驅(qū)動(dòng)方式。而變角度凸臺(tái)加工采用可變軸曲面輪廓銑加工方式，驅(qū)動(dòng)方式為直紋面驅(qū)動(dòng) 方式。程序設(shè)計(jì)、走刀路徑見圖3。
精銑清根刀具的路徑的設(shè)計(jì) 由于加工零件島嶼輪廓與加工零件型面程序采用的是不同的加工刀具，驅(qū)動(dòng)方法 也不一樣，在它們之間的接刀處，留有殘余材料，因此使用尺寸較小的刀具編制了清根程序 清除殘余材料；此機(jī)匣的清根加工采用可變軸曲面輪廓銑加工方式，驅(qū)動(dòng)方式多采用邊界 驅(qū)動(dòng)來完成。程序設(shè)計(jì)、走刀路徑見圖4。
數(shù)控程序加工仿真 為了保證程序的可加工性，減少實(shí)際試制時(shí)間，節(jié)約費(fèi)用，我們將生成的加工程序 在NX軟件上進(jìn)行3D動(dòng)態(tài)加工仿真。通過仿真可對(duì)程序進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在加工中是否過切， 特別是刀具軸變化有特殊要求，旋轉(zhuǎn)角度有限制的程序，可通過仿真確保刀軸變化平穩(wěn)過 渡。對(duì)于仿真結(jié)果不理想的程序，則可返回加工模塊對(duì)加工方式、參數(shù)等進(jìn)行修改，直至仿 真結(jié)果符合加工要求。
數(shù)控程序驗(yàn)證 數(shù)控程序加工仿真能夠驗(yàn)證刀具軌跡運(yùn)動(dòng)的正確性，檢查刀具、刀柄與夾具、機(jī)床 之間是否存在干涉，能否發(fā)生碰撞；選擇刀具是否合理，能否滿足加工要求，是否存在過切 現(xiàn)象；但是實(shí)際加工中發(fā)生的讓刀、零件變形等現(xiàn)象，還需通過零件試切驗(yàn)證，以確定切削用量是否合理，程序中的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和切削深度等給定數(shù)值能否滿足加工要求。
結(jié)論 在此機(jī)匣數(shù)控銑加工程序優(yōu)化過程中，我們應(yīng)用了先進(jìn)的UG NX軟件，建立了精確 的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了合理的加工路線，編制了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工程序，將高速銑的加工理念 和插銑加工方法應(yīng)用到機(jī)匣的加工過程中，通過銑削加工中走刀路線的改進(jìn)、刀具的合理 選擇、切削參數(shù)的優(yōu)化，零件的加工效率和加工質(zhì)量得到了大幅度的提高。
權(quán)利要求
一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣五軸插銑加工方法，其特征在于其工藝過程如下1)根據(jù)零件材料和結(jié)構(gòu)選擇合適的插銑刀具；2)根據(jù)選擇的插銑刀具確定插銑加工工藝參數(shù)；3)應(yīng)用UG軟件多軸銑功能生成具有固定步長(zhǎng)的刀具軌跡；4)將固定步長(zhǎng)的刀具軌跡導(dǎo)入MASTERCAM軟件轉(zhuǎn)化為插銑數(shù)據(jù)點(diǎn)；5)將插銑數(shù)據(jù)點(diǎn)導(dǎo)入U(xiǎn)G軟件，通過UG軟件孔加工功能，進(jìn)行插銑刀具路徑規(guī)劃；6)配置后置處理程序，生成五坐標(biāo)插銑數(shù)控加工程序。
2. 按照權(quán)利要求1所述一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣五軸插銑加工方法，其特征在于所述插 銑刀具在粗加工中選用插銑刀。
3. 按照權(quán)利2要求所述一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣五軸插銑加工方法，其特征在于所述插銑加工工藝參數(shù)由以下公式確定插銑寬度=刀片寬度/2。
全文摘要
一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣五軸插銑加工方法，其特征在于其工藝過程包括零件加工的工藝分析、制定工藝路線、選擇刀具、選用切削參數(shù)、數(shù)控程序編制及加工過程。本發(fā)明解決了復(fù)雜機(jī)匣件五坐標(biāo)可變軸插銑刀具軌跡生成的關(guān)鍵技術(shù)，為機(jī)匣加工提供了有效手段，提高了機(jī)匣加工效率，降低了加工成本?？梢詰?yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣類零件數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G05B19/18GK101767218SQ20081024690
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者常久青, 蔡穎, 趙明 申請(qǐng)人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司