應(yīng)用UG加工四軸葉片零件的方法探討

陽濤

（達(dá)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，達(dá)州635001）

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應(yīng)用UG加工四軸葉片零件的方法探討

陽濤

（達(dá)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，達(dá)州635001）

摘要：CAD/CAM軟件在數(shù)控加工中得到了廣泛的應(yīng)用。采用四軸聯(lián)動數(shù)控加工中心與UG軟件結(jié)合，可以加工較簡單的四軸零件。對于僅有四軸聯(lián)動機(jī)床的單位，制造葉片類零件具有較強(qiáng)的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：葉片UG四軸加工

CAD/CAM軟件在數(shù)控加工中得到了廣泛的應(yīng)用。對于復(fù)雜的空間自由曲面零件，無法采用傳統(tǒng)的手工編程加工，一般采用CAD/CAM軟件進(jìn)行自動編程，并采用五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心才能完成加工。對于沒有配置五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心的小型企業(yè)來說，采用四軸聯(lián)動數(shù)控加工中心與UG軟件結(jié)合的方法，同樣可以加工四軸零件。下面以四軸葉片零件的加工為例，探討四軸零件的加工方法。

1 葉片零件的加工工藝分析

（1）零件圖的分析。如圖1和圖2所示，葉片零件由五個截面數(shù)據(jù)確定，各葉片截面之間依次有10mm的間距和5°的旋轉(zhuǎn)角度，旋轉(zhuǎn)軸為A軸。零件材料為鋁棒，毛坯尺寸為φ35×150，不需要車削加工，加工曲面為葉片曲面。由于工件是軸對稱零件，故選擇毛坯左端面中心作為工件坐標(biāo)系原點。

圖1

圖2

（2）刀具的選擇。由于工件材料為硬鋁，切削性能較好，選用高速鋼立銑刀即可滿足工藝要求。粗銑時采用φ10的三刃圓柱直柄立銑刀，精銑時采用φ6的三刃球頭立銑刀。

（3）機(jī)床及裝夾方式選擇。機(jī)床選擇四軸聯(lián)動立式加工中心。由于工件是較短的棒料，采用第四軸A軸上的三爪卡盤進(jìn)行裝夾，不需要頂尖。

（4）工藝路線制定。采用先粗后精的加工順序：粗加工時采用型腔銑加工方式，采用三軸加工方式，分成上下兩部分兩次銑削；精加工時采用可變軸流線銑加工方式，采用四軸加工方式。

（5）切削用量的選擇。粗銑時主軸轉(zhuǎn)速選擇1500r/min，進(jìn)給速度選擇200mm/min，精銑時主軸轉(zhuǎn)速選擇2000r/min，進(jìn)給速度選擇300mm/min。

2 應(yīng)用UG軟件對葉片零件進(jìn)行四軸加工

2.1 零件的粗加工

（1）打開UG軟件，繪制如圖2所示的三維實體模型。

（2）首先選擇型腔銑粗加工葉片曲面上半部分。在【創(chuàng)建刀具】、【創(chuàng)建幾何體】之后，單擊【創(chuàng)建工序】按鈕，彈出【創(chuàng)建工序】對話框，將【類型】設(shè)置為【mill_contour】，【工序子類型】選擇【CAVITY_MILL】，【刀具】選擇D10，幾何體選擇WORKPIECE，單擊【確定】按鈕，彈出【型腔銑】對話框，將【刀軸】設(shè)置為【+ZM軸】，【切削模式】設(shè)置為【跟隨周邊】，【平面直徑百分比】設(shè)置為40，【每刀的公共深度】設(shè)置為【恒定】，【最大距離】設(shè)置為1mm，如圖3所示。

圖3

圖4

單擊【切削層】按鈕，彈出【切削層】對話框，按圖4所示設(shè)置參數(shù)，單擊【確定】按鈕退出。分別單擊【切削參數(shù)】按鈕、【非切削移動】按鈕和【進(jìn)給率和速度】按鈕，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，單擊【確定】按鈕退出。單擊【生成】按鈕，生成刀具路徑，如圖5所示。

圖5

圖6

（3）選擇型腔銑粗加工葉片曲面下半部分。在操作導(dǎo)航器幾何視圖中右鍵單擊【CAVITY_MILL】，選擇復(fù)制命令，再右鍵單擊【CAVITY_MILL】，選擇粘貼命令，生成【CAVITY_MILL_COPY】。如圖6所示。雙擊【CAVITY_MILL_ COPY】，彈出【型腔銑】對話框，在刀軸中選擇【指定矢量】，選擇-ZC軸，單擊確定，退出對話框，如圖7所示。

圖7

圖8

單擊【切削層】按鈕，彈出【切削層】對話框，按圖8所示修改參數(shù)，單擊【確定】按鈕退出。單擊【生成】按鈕，生成刀具路徑，如圖9所示

圖9

圖10

2.2 零件的精加工

單擊【創(chuàng)建工序】按鈕，彈出【創(chuàng)建工序】對話框，將【類型】設(shè)置為【mill_multi_axis】，【工序子類型】選擇【VARIABLE_STREAMLINE】，刀具選擇B6，單擊【確定】按鈕，彈出可變流線銑對話框，單擊【指定切削區(qū)域】按鈕，彈出切削區(qū)域?qū)υ捒颍x擇要加工的四個曲面，單擊確定退出。投影矢量選擇【垂直于驅(qū)動體】，刀軸選擇【4軸，垂直于驅(qū)動體】，彈出指定矢量對話框，選擇+X作為旋轉(zhuǎn)軸，單擊確定退出，如圖10所示。選擇【驅(qū)動方法】中的【流線】，單擊【編輯】按鈕，彈出流線驅(qū)動方法對話框，如圖11所示設(shè)置參數(shù)，單擊【確定】退出。依次設(shè)置好【切削參數(shù)】、【非切削移動】和【進(jìn)給率和速度】，單擊【確定】按鈕退出。單擊【生成】按鈕，生成如圖12所示刀具路徑。在操作導(dǎo)航器幾何視圖中單擊【W(wǎng)ORKPIECE】，單擊【確認(rèn)刀軌】按鈕，單擊【3D動態(tài)】，再單擊【播放】按鈕，可生成如圖13所示的仿真加工零件。

圖11

圖12

圖13

圖14

2.3 數(shù)控程序的生成

產(chǎn)生粗加工程序可以選擇三軸后處理器，不再贅述，但產(chǎn)生精加工程序時由于UG默認(rèn)的四軸后處理器是繞B軸旋轉(zhuǎn)，而本次加工要求繞A軸旋轉(zhuǎn)，因此要自定義四軸后處理器。依次單擊【開始】、【所有程序】、【Siemens NX 8.0】、【加工】、【后處理構(gòu)造器】，在后處理構(gòu)造器中單擊【文件】、【新建】，按圖14進(jìn)行設(shè)置，單擊確定。再單擊【第四軸】，按圖15進(jìn)行設(shè)置，單擊關(guān)閉，保存更改。右鍵單擊工序?qū)Ш狡髦械摹綱ARIABLE_STREAMLINE】，選擇后處理，單擊瀏覽按鈕，選擇剛定義的后處理器【4_axis_new_post】，單擊【確定】，生成如圖16所示的四軸程序。

圖15

圖16

3 結(jié)語

通過采用四軸聯(lián)動數(shù)控加工中心與UG軟件結(jié)合的方法，可一次完成葉片曲面的加工，相對于三軸加工不僅有很高的加工精度而且有很高的加工效率，對于僅有四軸聯(lián)動加工中心的單位制造葉片類零件具有較強(qiáng)的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

［1］張文建,彭一男,馮恒昌.基于UG的汽輪機(jī)葉片四軸加工方法的研究［J］.制造業(yè)自動化,2011,（3）:26-28.

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Discussion on the Method of Applying UG to Processing Four Axis Blade Parts

YANG Tao
（Dazhou Vocational and Technical College ,Dazhou 635001）

Abstract:CAD/CAM software obtains the widespread application in the NC processing. With four-axis CNC machining centers and UG software in combination, it can be processed relatively simple four-axis parts. This has strong reference for enterprises and institutions only have four axial machine tools to manufacture blade kind parts.

Key words:blade parts, UG, four axis processing