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UG NX5软件在三轴数控铣床中的开发利用

2014-07-01武皓

机械工程师 2014年5期
关键词:数控铣圆角铣刀

武皓

(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,哈尔滨150046)

UG NX5软件在三轴数控铣床中的开发利用

武皓

(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,哈尔滨150046)

通用的UG NX5 CAD/CAM软件的功能虽然能满足工作中大部分需求,但是,许多专业问题解决起来比较困难。文中通过UG NX5软件平台,二次开发了利用三轴数控铣床,加工汽轮机叶片叶根、叶冠内背弧圆角等工序程序,与通用的CAD/CAM软件集成,使之成为一个高效、易用的应用系统。

UG NX5 CAD/CAM软件;三轴数控铣床;二次开发

1 零件分析

图1、图2所示为汽轮机动、静叶片,汽道型线为多截面三维扭曲型线。分析该零件的型面结构可以看出:其围带侧较为陡峭,利用三轴数控铣床加工内、背弧型线时,由于立铣加工,围带根部达不到图样R3要求,静叶围带多为多面角锥体,加工难度较大。

图1 汽轮机动叶片

图2 汽轮机静叶片

UG NX5是目前三轴数控铣床中使用较广泛的集建模与编程于一体的CAD/CAM软件,利用它对汽轮机动、静叶片围带圆角建模,编制加工程序,在三轴数控铣床上利用卧铣方式,选择合适的铣刀,通过对UG NX5软件的二次开发,可实现动、静叶片围带圆角一次加工完成。

2 零件建模

通过UG NX5软件完成零件曲面轮廓造型及加工趋动面(见图1、图2),再将铣刀设置为Y轴放置,刀具采用盘状或三面刃铣刀设置后,完成此程序的编制。

加工坐标原点:Xm为叶冠侧第一截面;Ym为叶冠侧第一截面;Zm为叶冠侧第一截面。

工作坐标系设为绝对坐标WCS。

3 工艺分析

该零件在加工内(背)弧圆角型线前,需进行内(背)弧型线加工,加工后转入三坐标数控铣床精加工圆角型线,采用相应直径的三面刃铣刀或盘铣刀加工。机床主轴转速和机床进给根据工件材料及余量不同而设置,实体工件径向面与Z轴需倾斜相应角度(Y轴方向)。

4 编程操作

1)打开模型并进入加工模块。打开零件模型图,确认工作坐标系,坐标原点与工件汽道型线图坐标原点重合,并设为绝对坐标。

2)进入编程模块。单击菜单:起始→加工,进入加工环境模块后,在加工环境对话框图3中。

指定CAM设置为“mill_contour”,进行加工环境的初始化设置。

3)选择机床。确定工件的加工坐标系MCS。

图3 加工环境对话框

图4 创建操作对话框

4)创建操作。进入新操作的建立(如图4),在创建操作对话框中进行设置。

在选项中选择“mill_contour”类型。子类型选择FIXED_CONTOUR,设定为曲面区域铣加工。

使用几何体:MCS MILL。

使用方法:METHOD。

名称为:FIXED_CONTOU。

确定选项后,开始铣加工操作的参数设置。

5)部件几何体。在FIXED_CONTOUR对话框(如图5)主界面内,进入图形选择。以设定零件几何图形作为加工对象。选择“曲面区域”驱动方式(如图6)。在“驱动几何体”过滤方式下选择“面”(如图6)。

图5 FIXED_CONTOUR对话框

图6 曲面驱动方式

图7 切削方向

在驱动面上选择“切削方向”(如图7)。返回到“曲面驱动方式”对话框,进行各项参数设置:表面余量选择、刀具选择“相切于”、切削区域选择“曲面”、图样选择“平行线……”、切削类型选择“Zig”、切削步长选择公差、步数选择、过切驱动选择、投影矢量选择。

6)选择刀具。在IXED_CONTOU对话框中,选择“新的刀具”,类型选择:mill_contour;子类型选择:T_CUTTER,进入铣刀建立对话框:milling Too1-T cutter……设置刀具形式及参数:设置直径、下半径、刀具号、刀柄L、刃口长度FL、刀夹直径SD等,其他选项则依照内定值设定。

7)选择刀轴。在“刀轴”下拉选项中,选择“指定矢量”(图5),I设置为0,J设置为1,K设置为0,点击确定。

8)选择切削、非切削。切削:设置“切削参数”:斜向上角度选择90°,斜向下角度选择90°。

非切削:设置“切削参数”(图8):选择“进刀”、“退刀”“逼近”、“离开”,设置矢量、距离。

9)生成。所有设置完成后,点击生成图标→生成刀具轨迹→确认(如图1、图2)。

5 后置处理

在生成刀具轨迹→确认后,点击“操作导航器”,打开程序→后处理,自动生成程序文件。

6 结语

通过UG NX5软件在三轴数控铣床中的开发利用,可解决普通铣床加工耗时费力、余量不均匀,抛光修磨难度较大的问题,一次完成了内(背)弧圆角型面的加工。加工后可获得型面的最佳状态,即加工质量稳定、加工面平滑,工艺流程合理,生产组织方便,消除了时间、精力、资源上的浪费,确保了产品质量,提高功效近2倍。

图8 非切削移动

[1] 黄宜松.UG NX 5数控加工入门与实例进阶[M].北京:清华大学出版社,2010.

[2] 王卫兵.UG NX数控编程实用教程[M].北京:清华大学出版社,2010.

[3] 高长银.数控编程100例[M].北京:机械工业出版社,2011.

(编辑启 迪)

TP 391.7

A

1002-2333(2014)05-0205-02

武皓(1970—),男,工程师,叶片分厂厂长,研究方向为叶片加工技术。

2014-02-21

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