葉片鍛模曲面數控加工程序編制

2010-09-29 12:17:32郭建燁李景奎

制造技術與機床 2010年2期

于超郭建燁李景奎

(沈陽航空工業學院，遼寧沈陽 110136)

1 鍛模曲面

圖1為加工某設備攪拌槳葉片型面的鍛模曲面示意圖，曲面方程為z=ay/x，其中a=42.5/π =13.535，加工范圍x∈［30，108］，y∈［－30，30］。工件材料為Cr12，單件生產。

用XA5032AK數控銑床加工曲面，在加工曲面之前，上表面已加工完畢。選用半徑為5 mm的球頭銑刀，3軸加工。

2 工藝處理

由于是單件生產，工件裝夾在銑床用平口臺虎鉗上。

2.1 確定編程原點

工件坐標系如圖1所示。用試切法對刀，工件毛坯如圖1細線所示，以毛坯上表面左側棱邊中心為對刀點。對刀方法如下:用球頭銑刀的圓周刃分別試切毛坯的前面和后面，得到的兩個y坐標取平均值即為對刀點在機床坐標系中的y坐標值;用球頭銑刀的圓周刃試切毛坯左側面，得到的x坐標值加上銑刀半徑即為對刀點在機床坐標系中的x坐標值;用銑刀球頭試切毛坯上表面得到的z坐標值(球心為刀位點)即為對刀點在機床坐標系中的z坐標值;至此，對刀點在機床坐標系中的坐標值為已知數。現在假設曲面的最高點(X30，Y30，Z13.535)與毛坯上表面等高(如圖 1 所示)，如果將刀具移動到對刀點上方10 mm處，則設置工件坐標系指令為G92 X30.Y0 Z23.535。需要注意的是，加工過程是逐層切削的，要搞清起刀點z向距上表面高度值與切削深度的關系。

2.2 確定加工方法和走刀路線

刀具選用半徑為5 mm的整體硬質合金球頭立銑刀，刀具型號為 F4AL1000ADN30(齒數 4，直徑 10 mm，直柄，螺旋角30°)。主軸轉速選擇2 000 r/min(圓周最大切削速度約為63 m/min)，進給速度為200 mm/min(每轉進給量為0.1 mm/r)。

由曲面方程可知，當x為一定值時，z與y是線性函數關系。為了編程方便，行循環選在x軸方向，考慮到加工后的表面粗糙度，精銑時行距選為0.5 mm，步長選為1 mm。首先令x=30(第1行)，考慮到切入段，刀具要避讓開工件，y取－37。這樣切入點(第1個節點)為(X30，Y－37)，y坐標依次增加步長直到37，第一行切削完畢，抬刀，回到第一行起點(第1個節點)的上方。x坐標加一個行距，切削第2行，以此類推，依次銑削完整個曲面。對于每一行都是從y的負值處開始向正值方向銑削，是為了每一行都是順銑。