叶片锻模曲面数控加工程序编制

2010-09-29郭建烨李景奎

制造技术与机床 2010年2期

关键词：坐标值球头铣刀

于超郭建烨李景奎

(沈阳航空工业学院，辽宁沈阳 110136)

1 锻模曲面

图1为加工某设备搅拌桨叶片型面的锻模曲面示意图，曲面方程为z=ay/x，其中a=42.5/π =13.535，加工范围x∈［30，108］，y∈［－30，30］。工件材料为Cr12，单件生产。

用XA5032AK数控铣床加工曲面，在加工曲面之前，上表面已加工完毕。选用半径为5 mm的球头铣刀，3轴加工。

2 工艺处理

由于是单件生产，工件装夹在铣床用平口台虎钳上。

2.1 确定编程原点

工件坐标系如图1所示。用试切法对刀，工件毛坯如图1细线所示，以毛坯上表面左侧棱边中心为对刀点。对刀方法如下:用球头铣刀的圆周刃分别试切毛坯的前面和后面，得到的两个y坐标取平均值即为对刀点在机床坐标系中的y坐标值;用球头铣刀的圆周刃试切毛坯左侧面，得到的x坐标值加上铣刀半径即为对刀点在机床坐标系中的x坐标值;用铣刀球头试切毛坯上表面得到的z坐标值(球心为刀位点)即为对刀点在机床坐标系中的z坐标值;至此，对刀点在机床坐标系中的坐标值为已知数。现在假设曲面的最高点(X30，Y30，Z13.535)与毛坯上表面等高(如图 1 所示)，如果将刀具移动到对刀点上方10 mm处，则设置工件坐标系指令为G92 X30.Y0 Z23.535。需要注意的是，加工过程是逐层切削的，要搞清起刀点z向距上表面高度值与切削深度的关系。

2.2 确定加工方法和走刀路线

刀具选用半径为5 mm的整体硬质合金球头立铣刀，刀具型号为 F4AL1000ADN30(齿数 4，直径 10 mm，直柄，螺旋角30°)。主轴转速选择2 000 r/min(圆周最大切削速度约为63 m/min)，进给速度为200 mm/min(每转进给量为0.1 mm/r)。

由曲面方程可知，当x为一定值时，z与y是线性函数关系。为了编程方便，行循环选在x轴方向，考虑到加工后的表面粗糙度，精铣时行距选为0.5 mm，步长选为1 mm。首先令x=30(第1行)，考虑到切入段，刀具要避让开工件，y取－37。这样切入点(第1个节点)为(X30，Y－37)，y坐标依次增加步长直到37，第一行切削完毕，抬刀，回到第一行起点(第1个节点)的上方。x坐标加一个行距，切削第2行，以此类推，依次铣削完整个曲面。对于每一行都是从y的负值处开始向正值方向铣削，是为了每一行都是顺铣。