微小整体叶轮五轴联动微细铣削加工试验研究

微小整体叶轮作为微型发动机的重要组成部分,其加工质量直接影响微型发动机的使用性能。针对微小整体式复杂叶轮流道狭窄、叶片扭曲大和长厚比大等特点,开展了微小复杂扭曲整体式叶轮五轴联动微细铣削加工方法研究。针对微小叶轮加工过程极易发生变形、过切和碰撞干涉等问题,对微小叶轮的加工过程进行工艺规划,建立了微小叶轮流道加工刀具选择的约束方程,计算出叶轮加工刀具的最大理论直径。通过CAM软件对叶轮进行切削仿真,验证了刀具选择和工艺规划的正确性。通过五轴联动微细铣削试验,得到了具有6个直径10mm的叶片、叶片最小厚度0.15mm、叶片最小相邻间距0.58mm的7075铝合金微小整体叶轮。     

圆柱坐标数控机床加工整体叶轮的运动学分析

为研究一种叶轮加工的新方法,使其能够提高叶轮加工时机床的刚性,并且降低叶轮加工的成本。从机构学角度提出并分析了一种用于整体叶轮三轴联动数控加工的机床模型和运动模型。该机床由2个线性轴和1个转动轴组成,称为圆柱坐标数控机床。另外,该机床具有2个辅助轴用于调整主轴姿态,且加工过程中上述两轴被锁紧。通过遍历待加工叶轮叶片上选择的采样点,可寻找每个采样点对应的主轴姿态可行域空间,并可在所有可行域的基础上求解公共的可行域,进而可在此公共可行域中确定机床主轴的姿态。使用提出的算法求解该数控机床加工叶轮的运动,并在VERICUT软件中对某一叶轮进行了加工仿真以验证该圆柱坐标数控机床模型和相关算法。对于此叶轮,求出的机床可行的B′的值在[-5°,9°]之间,对应的C′的值在[-3°,3°]之间,使用圆环面刀具计算刀轨后在VERICUT中进行仿真,仿真结果表明95%的加工区域的欠切量在0.02mm以内,即此方法可用于叶轮加工。使用该新型圆柱坐标数控机床加工叶轮的方案是可行的,且具有工业应用价值。     

整体叶轮高效数控加工编程技术

五坐标数控铣削加工具有柔性、高效、精确等优点,已成为整体叶轮加工常用的方法之一。利用五坐标数控加工中心制造整体叶轮,加工编程是其关键技术之一。加工编程的主要任务是确定刀具和工件的相对位置和相对运动,生成数控加工刀具轨迹,以驱动加工中心的运动,完成自动切削。     

五轴联动高速加工螺旋桨叶轮的关键技术研究

为提高整体叶轮的五轴高速加工精度和加工效率,利用B样条方法通过调整偏离权和光顺项权得到理想的二阶连续的桨叶曲面.把叶轮的CAD几何模型导入到CAM加工模块中,通过对五轴高速加工工艺规划的研究和加工参数的选择,计算出叶轮的加工刀轨路径,并通过后置处理得到符合MIKRONUCP800数控机床的NC代码并加工出叶轮产品.     

基于西门子840D的双主轴加工控制

近年来,数控加工领域为了提升批量加工的效率,提出了多主轴数控机床的需求[1].多主轴数控机床,加工单个零件的同时,可以完成多个相同零件的加工,因此大大提升了机床的加工效率.而工艺人员编写的加工程序,一般是单个零件的点位程序.如图1所示的双主轴数控机床,一方面不能直接进行2个工件的同时加工,另一方面还得考虑到两个工件的工装及刀具带来的综合误差.     

数控机床光电输入机的常见故障及其维修

数控机床光电输入机是控制部分中的薄弱环节之一。据统计,数控机床在加工时,因轨迹走错而造成工件损坏的故障中,有百分之七十以上是由于光电输入机的误读而引起的。光电输入机的故障一般均造成轨迹走错,工件损坏,有时还会造成刀具、工夹具、甚至机床的损坏。为了保证数控机床的可靠性,首先必须提高光电输入机的可靠性,排除因光电输入机的     

复杂曲面零件五轴加工刀轴整体优化方法

 针对复杂曲面零件五轴加工中刀轴矢量变化剧烈、严重影响工件表面加工质量的问题,提出一种基于临界约束的五轴刀轴矢量整体优化方法。首先,构造了给定切触点处所有可行摆刀平面,并在摆刀平面内根据临界约束计算出临界刀轴矢量,在获得临界刀轴矢量的基础上,对其进行平面映射,建立了刀轴摆动的初始可行域;其次,通过对初始可行域进行均匀离散,根据离散点之间相对位置关系构造邻接矩阵,并结合最短路径搜索算法获得了初始参考刀轴,从而构造了新的刀轴摆动可行域;最后,建立当前切削行内无干涉且相邻刀轴变化最小的刀轴矢量优化模型,实现自由曲面五轴加工无干涉刀轴矢量的光滑控制。两种自由曲面叶轮的加工算例分析表明,采用本文方法获得的刀轴矢量可以明显改善机床的运动性能,避免了刀具干涉的产生,可提高复杂曲面零件的加工质量与效率。     

高缠绕叶轮流道4+1轴高效分段开槽方法

高缠绕叶轮流道的高效粗加工是提高整个叶轮加工效率和缩短生产周期的关键。针对高缠绕叶轮流道的粗加工,提出了一种4+1轴高效分段开槽方法。首先,给出了分段开槽加工方法的基本概念,并分析了高缠绕叶轮流道加工特点;然后,结合机床结构特征,给出了五轴机床在主轴摆角固定为常值时切削点处单点最大刀具尺寸的计算方法;基于各切削点加工特征参数的分析,采用聚类算法进行了叶轮流道加工分段区域的划分;最后,确定了各分段区域的可加工刀具尺寸和4+1形式的刀轴矢量。算例分析表明,提出的4+1轴分段开槽方法得到的开槽轨迹旋转轴变化均匀,材料去除量较传统开槽方法增加了32.5%,改善了切削过程稳定性,提高了叶轮的粗加工效率。     

XK5040数控铣床的刀补功能及其应用

XK5040数控铣床在加工零件轮廓时,刀具中心运动轨迹是零件轮廓相应几何元素(直线、圆弧)的等距线。刀具补偿功能可以根据面板上刀补开关的数值很方便地改变这些等距线与零件轮廓的距离。有了刀具补偿功能后,程序只需向数控机床提供一些计算刀具中心轨迹的有关信息,不必直接考虑刀具中心的运动轨迹,因而程编可以按工件轮廓进行,大大减少了程编工作量,     

服务高端 迎接挑战——本刊总编辑刘柱对话精品机械(香港)有限公司总经理、西安万钧航空动力科技有限公司首席营运官杨顿濂女士

长期以来叶轮叶盘类零件的高精密加工一直被业内人士公认为是最富有挑战性的任务,这些零件具有曲面极其复杂、叶片截面很薄、材料难切削等特点,不但需要非常专业的加工编程技巧,也需要最优化的刀具解决方案和先进的五轴机床设备。而由香港精品机械集团投资设立的西安万钧航空动力技术团队在这方面积累了10多年的专家经验,可以满足客户对各类叶轮叶盘类零件最苛刻的高精度产品要求。2012年5