武皓

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

UG NX5軟件在三軸數(shù)控銑床中的開發(fā)利用

武皓

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

通用的UG NX5 CAD/CAM軟件的功能雖然能滿足工作中大部分需求，但是，許多專業(yè)問題解決起來比較困難。文中通過UG NX5軟件平臺(tái)，二次開發(fā)了利用三軸數(shù)控銑床，加工汽輪機(jī)葉片葉根、葉冠內(nèi)背弧圓角等工序程序，與通用的CAD/CAM軟件集成，使之成為一個(gè)高效、易用的應(yīng)用系統(tǒng)。

UG NX5 CAD/CAM軟件；三軸數(shù)控銑床；二次開發(fā)

1 零件分析

圖1、圖2所示為汽輪機(jī)動(dòng)、靜葉片，汽道型線為多截面三維扭曲型線。分析該零件的型面結(jié)構(gòu)可以看出：其圍帶側(cè)較為陡峭，利用三軸數(shù)控銑床加工內(nèi)、背弧型線時(shí)，由于立銑加工，圍帶根部達(dá)不到圖樣R3要求，靜葉圍帶多為多面角錐體，加工難度較大。

圖1 汽輪機(jī)動(dòng)葉片

圖2 汽輪機(jī)靜葉片

UG NX5是目前三軸數(shù)控銑床中使用較廣泛的集建模與編程于一體的CAD/CAM軟件，利用它對(duì)汽輪機(jī)動(dòng)、靜葉片圍帶圓角建模，編制加工程序，在三軸數(shù)控銑床上利用臥銑方式，選擇合適的銑刀，通過對(duì)UG NX5軟件的二次開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)、靜葉片圍帶圓角一次加工完成。

2 零件建模

通過UG NX5軟件完成零件曲面輪廓造型及加工趨動(dòng)面（見圖1、圖2），再將銑刀設(shè)置為Y軸放置，刀具采用盤狀或三面刃銑刀設(shè)置后，完成此程序的編制。

加工坐標(biāo)原點(diǎn)：Xm為葉冠側(cè)第一截面；Ym為葉冠側(cè)第一截面；Zm為葉冠側(cè)第一截面。

工作坐標(biāo)系設(shè)為絕對(duì)坐標(biāo)WCS。

3 工藝分析

該零件在加工內(nèi)（背）弧圓角型線前，需進(jìn)行內(nèi)（背）弧型線加工，加工后轉(zhuǎn)入三坐標(biāo)數(shù)控銑床精加工圓角型線，采用相應(yīng)直徑的三面刃銑刀或盤銑刀加工。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和機(jī)床進(jìn)給根據(jù)工件材料及余量不同而設(shè)置，實(shí)體工件徑向面與Z軸需傾斜相應(yīng)角度（Y軸方向）。

4 編程操作

1）打開模型并進(jìn)入加工模塊。打開零件模型圖，確認(rèn)工作坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)與工件汽道型線圖坐標(biāo)原點(diǎn)重合，并設(shè)為絕對(duì)坐標(biāo)。

2）進(jìn)入編程模塊。單擊菜單：起始→加工，進(jìn)入加工環(huán)境模塊后，在加工環(huán)境對(duì)話框圖3中。

指定CAM設(shè)置為“mill_contour”，進(jìn)行加工環(huán)境的初始化設(shè)置。

3）選擇機(jī)床。確定工件的加工坐標(biāo)系MCS。

圖3 加工環(huán)境對(duì)話框

圖4 創(chuàng)建操作對(duì)話框

4）創(chuàng)建操作。進(jìn)入新操作的建立（如圖4），在創(chuàng)建操作對(duì)話框中進(jìn)行設(shè)置。

在選項(xiàng)中選擇“mill_contour”類型。子類型選擇FIXED_CONTOUR，設(shè)定為曲面區(qū)域銑加工。

使用幾何體：MCS MILL。

使用方法：METHOD。

名稱為：FIXED_CONTOU。

確定選項(xiàng)后，開始銑加工操作的參數(shù)設(shè)置。

5）部件幾何體。在FIXED_CONTOUR對(duì)話框（如圖5）主界面內(nèi)，進(jìn)入圖形選擇。以設(shè)定零件幾何圖形作為加工對(duì)象。選擇“曲面區(qū)域”驅(qū)動(dòng)方式（如圖6）。在“驅(qū)動(dòng)幾何體”過濾方式下選擇“面”（如圖6）。

圖5 FIXED_CONTOUR對(duì)話框

圖6 曲面驅(qū)動(dòng)方式

圖7 切削方向

在驅(qū)動(dòng)面上選擇“切削方向”（如圖7）。返回到“曲面驅(qū)動(dòng)方式”對(duì)話框，進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置：表面余量選擇、刀具選擇“相切于”、切削區(qū)域選擇“曲面”、圖樣選擇“平行線……”、切削類型選擇“Zig”、切削步長選擇公差、步數(shù)選擇、過切驅(qū)動(dòng)選擇、投影矢量選擇。

6）選擇刀具。在IXED_CONTOU對(duì)話框中，選擇“新的刀具”，類型選擇：mill_contour；子類型選擇：T_CUTTER，進(jìn)入銑刀建立對(duì)話框：milling Too1-T cutter……設(shè)置刀具形式及參數(shù)：設(shè)置直徑、下半徑、刀具號(hào)、刀柄L、刃口長度FL、刀夾直徑SD等，其他選項(xiàng)則依照內(nèi)定值設(shè)定。

7）選擇刀軸。在“刀軸”下拉選項(xiàng)中，選擇“指定矢量”（圖5），I設(shè)置為0，J設(shè)置為1，K設(shè)置為0，點(diǎn)擊確定。

8）選擇切削、非切削。切削：設(shè)置“切削參數(shù)”：斜向上角度選擇90°，斜向下角度選擇90°。

非切削：設(shè)置“切削參數(shù)”（圖8）：選擇“進(jìn)刀”、“退刀”“逼近”、“離開”，設(shè)置矢量、距離。

9）生成。所有設(shè)置完成后，點(diǎn)擊生成圖標(biāo)→生成刀具軌跡→確認(rèn)（如圖1、圖2）。

5 后置處理

在生成刀具軌跡→確認(rèn)后，點(diǎn)擊“操作導(dǎo)航器”，打開程序→后處理，自動(dòng)生成程序文件。

6 結(jié)語

通過UG NX5軟件在三軸數(shù)控銑床中的開發(fā)利用，可解決普通銑床加工耗時(shí)費(fèi)力、余量不均勻，拋光修磨難度較大的問題，一次完成了內(nèi)（背）弧圓角型面的加工。加工后可獲得型面的最佳狀態(tài)，即加工質(zhì)量穩(wěn)定、加工面平滑，工藝流程合理，生產(chǎn)組織方便，消除了時(shí)間、精力、資源上的浪費(fèi)，確保了產(chǎn)品質(zhì)量，提高功效近2倍。

圖8 非切削移動(dòng)

［1］ 黃宜松.UG NX 5數(shù)控加工入門與實(shí)例進(jìn)階［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2010.

［2］ 王衛(wèi)兵.UG NX數(shù)控編程實(shí)用教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2010.

［3］ 高長銀.數(shù)控編程100例［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

（編輯啟 迪）

TP 391.7

A

1002－2333（2014）05－0205－02

武皓（1970—），男，工程師，葉片分廠廠長，研究方向?yàn)槿~片加工技術(shù)。

2014-02-21