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倒扣類零件數控加（jiā）工

2017-1-20 來源：中航飛機股份有限公司作者：郭輝，嶽林峰，許鋒國（guó）。馬豔萍

摘要：倒扣類零件持有0,0負角型麵是生產中的加工難點。合理（lǐ）編排工藝流程，正確使用uG數控編程，大部分倒（dǎo）扣類零件元全可以借助3軸機床順利完成。根據生（shēng）產中遇到的倒扣類零件（jiàn）結構特點，結合UG CAM加工策略，分（fèn）別給出麵銑（xǐ）、平麵銑、型腔銑、曲麵銑、流（liú）線加工實現倒（dǎo）扣類零件（jiàn）加工的參數設置，詳細講解了（le）曲麵（miàn）銑數控編程的過程。並對部分後處理無法生成（chéng）T型刀(或（huò）錐（zhuī）形刀（dāo）)NC代碼進行了原因分析，並給出編輯pui文件或采用騙刀法生成後處理的方法，這些編程技巧、設置方法為倒扣類零件的數控加工提供了一套解決方案。

關鍵詞：倒扣：T型刀（dāo）。數控編程（chéng）

0.引言（yán）

航空鈑（bǎn）金占（zhàn）飛機（jī）零部件50％以上，構成機體框架和氣動外型，形狀複雜，選材各異（yì）。大部分零件存在C型空間、腔體結構，形成一處或多次負角型麵，而導致（zhì）傳統刀具無法（fǎ）直接到達。三軸機床通常（cháng）也無法直接進行型麵負角加工，需借助一些成型刀具，如：糖果刀、槽銑刀、錐形刀等刀具，對此（cǐ）類型麵進行銑削加工（gōng）。而此類負（fù）角型麵，也就是人們13中常稱之倒扣。具有倒扣（kòu）特點（diǎn）的零件（jiàn），顧名思義就（jiù）是倒扣類零件，此類零件一直也是（shì）生產中的加工難（nán）題。各類CAM軟件也紛紛為之出謀劃策，陸續（xù）提供了一些良好的加工策略，在麵銑模板中增加了直壁倒扣類加工選項，便於編程選用。

1.倒扣類零件CAM編程

倒扣類零件3軸加工，刀（dāo）具多選（xuǎn）用T型（xíng）銑刀或錐形刀，此類刀具回（huí）轉運（yùn）動時，側刃切削速度大（dà），加工表麵質量好，可有（yǒu）效解決端麵精銑加工時刀具中心線速度（dù）為零的問題，還便於解決大多數（shù）負角型麵倒扣類（lèi）零件加工。其（qí）中UG CAM中部分操作，合理（lǐ）設置（zhì）參數，可（kě）用於解決（jué）倒扣類零件，主要涉及的操作有：

1．1麵銑加i

對於直壁C型槽倒扣問題，可通過麵銑操作一“切削參（cān）數”合理（lǐ）設置而解決，大體可分為：1)定義T型刀或夾持器；2)在麵銑中（zhōng）指定部件、麵邊界，其中（zhōng）麵邊界為倒扣底麵；3)打開“切削參數”對話框策略頁麵中的防止（zhǐ）底切（qiē），加工時刀具將伸到底切區域；4)設（shè）置其他（tā）參數，刀軌生成。

1．2平麵銑加工

對於規則（zé）負角型麵，如矩形溝槽倒扣、含有固定拔模（mó）斜度的錐麵(圖2)、斜麵等零件，可通過設置切（qiē）削層參數，實現錐形刀加工。

1．3型腔銑

“允許底切”是型腔銑實（shí）現倒（dǎo）扣加工的（de）主（zhǔ）要手段。正（zhèng）常情（qíng）況下，UG軟件型腔銑“允許底切”放置於“切削參數”的“更多”選項下，“容錯加工”去掉（diào）打鉤才會出現的，當“允許底切”打鉤之後係（xì）統會彈出（chū）警告對話框。但由於軟件定值等問題，部分型腔銑“切削參數”中並未將“容錯加工”設置選項放置於其中，需手動在“定製對話框”中添加“容錯加（jiā）工”選項，勾選“允許底切”。同時，在毛坯幾何體選擇“自動塊”(高版（bǎn）本叫“包容塊”)時，會彈出“小平麵體隻能用於公（gōng）差加工”警告對話框，刀軌無法生（shēng）成（chéng），重新創建實體模型做毛坯或在“切削（xuē）參數（shù）”采用“修剪邊（biān）界”確定加工區域方可解決此問（wèn）題。

其他參數設置按慣例，簡單倒扣類問題均可解（jiě）決。

1．4曲麵加工

複雜倒扣類零件的加工，首推曲麵銑與流（liú）線加工，雖然參數設置略為複雜，但刀路流暢、進退刀少，適用範圍廣。

1．4．1曲麵銑

1)創建T型刀(或錐形刀)。2)指定部件及毛坯。打開可變輪（lún）廓銑界麵，“指（zhǐ）定部件”一般情況下（xià）建議不選取，或是在選取部件後產生異常刀軌時（shí），取消“指（zhǐ）定部件”選（xuǎn）擇項。3)“驅動方法”一“曲麵”，選取側（cè）壁曲麵。選取多個曲麵時，相鄰曲麵u、V柵格線需對等；“切削區（qū）域”，“刀具位置”默認；“切（qiē）削方向”選擇沿最長邊方向；“材料方向”選箭頭朝基體外的方向，“偏置”，“切削（xuē）模式”默（mò）認（rèn）或根據（jù）情況調整。4)“投影矢量”、“刀軸”控製默認。曲麵銑生產的刀路整潔，加工的零件表麵質量高，是端麵凸輪、扭簧類零件加工的首選（xuǎn）方案（àn）陽，同時（shí），也是曲麵半（bàn）精、精加工首選策略。

1．4．2流（liú）線加工

流線加工類似於曲麵加工，不同之（zhī）處在於流線加工需指明流曲線和“交叉曲線”，其餘（yú）設（shè）置環節均可參考（kǎo）曲麵銑。

2.後處理

倒扣類零件數控編程（chéng）中，主要（yào）遇到（dào）的問題有：程序完成後，部分後處理無法生成T型刀(或錐形刀)對應的NC代碼。目前，解決此類問題最常用的方法：通（tōng）過後處理（lǐ）編輯器（qì）編輯pui文件（jiàn）或是采用騙刀法（fǎ）生成後處理。大多後處（chù）理含描述刀具信息（xī）的程序代碼，當程序編（biān）譯過程中未能讀取到刀具直徑、刃（rèn）長等相關信息（xī）時，係統會彈（dàn）出錯誤（wù）提示，強行終止後處理進程。因此（cǐ），最簡單的方法是（shì）刪除讀取刀（dāo）具信息相關的代碼。運行後處理構造（zào）器，打開後處理pui文件一“program＆tool path”一“program”或“custom command”，查找對應程序段板塊，直接刪（shān）除即可。對於精通後處理編輯語言的人員，可在後（hòu）處理pui文（wén）件中添加switch選擇語句，完善後處理（lǐ），支持讀取（qǔ）T型（xíng）刀(或錐形刀)的相關功能（néng）。

騙刀法，主要針對（duì）刀具單向側刃切削(即一側R刃切（qiē）削或一側R刃與相連圓柱麵（miàn）同時切削)。通俗的講，就是用（yòng）等直徑端銑刀代替（tì）T型（xíng）刀，保留相同根部倒角尺，在不考慮（lǜ）刀（dāo）具與零件幹涉情況下，直接後處理生成NC代碼的（de）方法。因此（cǐ），騙刀與T型刀(或錐形刀)必須（xū）具有（yǒu）良好（hǎo）一致性。需注意的是：騙刀非單向側刃切削時，生成的NC代碼會產生過切現象，甚至更為嚴重的惡性（xìng）後果，因此騙刀法使用前必（bì）須判定是否（fǒu）非單（dān）向側刃切削。單向側刃切削判斷可（kě）通過UG 2D刀軌（guǐ）仿真，觀察刀（dāo）具與刀軌貼合情況。當然，最精確（què）有效的方法莫過於通過VERICUT仿真（zhēn）驗（yàn）證。

3. VERICUT仿真驗證

VERICUT仿真可準確（què）檢測零件過切、殘留量，判斷程序的正確與否。通過仿真驗證後的數控程序，能減少故障發生（shēng）率，降（jiàng）低試（shì）加工零件的（de）調試風險，消（xiāo）除潛（qián）在的碰撞錯誤，有力地保護刀具（jù）與夾（jiá）具、機床等（děng）。因此，選用（yòng）騙刀法VERICUT：進行仿（fǎng）真。依次設置好VERICUT“選項（xiàng）”配置，選擇部件及毛坯，機床、後處理控製器、加工坐標等，進行仿真分析，圖7為起落架油針部（bù）件側麵油槽某一時刻切（qiē）削情況。待仿真完成後，利用軟（ruǎn）件“自動比較”功（gōng）能，分析零件過（guò）切（qiē）、殘留不超過0．05 mm，可見程序正確有效。

4.結論

倒扣類零件特有的負角型麵是加工難點。實（shí）際（jì）生產中，合（hé）理編排工藝流程，正確使用UG數控編程，大部分倒（dǎo）扣類（lèi）零件（jiàn）完全可以借助3軸機床順利完（wán）成。文中（zhōng）分別（bié）講解了麵銑、平（píng）麵銑、型腔（qiāng）銑、曲麵銑、流線加工，實現倒扣加工的參數設置方法。對數控編程中（zhōng），T型（xíng）刀(或錐形刀)後處理無法進行做了詳細分析，並給出（chū）了相應解決方案，這些編程（chéng）技巧、設置方法（fǎ）為倒扣類零件的數控加工提供了一套解（jiě）決方案。

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