【正文】 在五坐標(biāo)加工中也能用到。因此，在需要刀具底部切削（如型面平坦部位的加工等）的情況下，加工效率難以提高且刀具容易磨損。3）端銑刀端銑刀主要用于面積較大的平面銑削和較平坦的立體輪廓（如大型葉片、螺旋槳、模具等）的多坐標(biāo)銑削，以減少走刀次數(shù)，提高加工效率與表面質(zhì)量。而且與平底立銑刀相比，由于環(huán)形刀的切削部位是圓環(huán)面，切削刃強(qiáng)度較好且不易磨損。采用錐形刀可以介入通道底部，在滿足結(jié)構(gòu)空間限制的情況下增加刀具的剛度，避免了刀具的振動，從而提高加工效率與精度。由于它在包含軸線的截面內(nèi)的形狀是曲線，所以它比圓柱面或圓錐面?zhèn)茹姷倪m應(yīng)能力強(qiáng)。在編程之前，首先確定要使用的刀具。在UG中確定刀具的方式有兩種：用戶自定義刀具和從刀具庫獲取刀具。粗加工過程中采用型腔銑（mill_contour）方法對流道進(jìn)行開粗，此方法開粗效率高、加工質(zhì)量穩(wěn)定，所以選取平銑刀可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率與表面質(zhì)量。由于在多坐標(biāo)加工中，球頭刀對于加工對象的適應(yīng)能力很強(qiáng)，而且編程與使用也較方便，所以本文選取了球頭銑刀?！　　D36　12mm平銑刀參數(shù)　　　　　　圖37　5mm球銑刀參數(shù)切削參數(shù)主要包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、背吃刀量和切削寬度等?！。╩/min）　　?。ǎ┦街小姷兜闹睆剑╩m）　　——主軸轉(zhuǎn)速（r/min）（2）進(jìn)給速度進(jìn)給速度是切削用量的主要參數(shù)，要根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、機(jī)床的性能和工件材料選取。對于銑削而言，銑刀的每個齒就相當(dāng)于一個切削刃。進(jìn)給速度和每齒進(jìn)給量有關(guān)，粗加工時，每齒進(jìn)給量的選取主要決定于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料和銑刀類型。在精加工時，每齒進(jìn)給量的選取要結(jié)合工件表面粗糙度的要求來考慮，表面粗糙度值越小，每齒進(jìn)給量就越小。在確定了進(jìn)給速度后，就可以以此為標(biāo)準(zhǔn)確定一些非切削運(yùn)動的速度，包括快速進(jìn)刀/退刀、趨近速度、橫越速度以及第一刀進(jìn)給速度。（3）背吃刀量背吃刀量，是指工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離。一般情況下，～2mm后，其余的余量可以作為粗銑的背吃刀量，盡量一次切除。（4）切削寬度在復(fù)雜曲面的銑削加工中，切削寬度的確定就是走刀行距的確定。由于球頭刀加工會在走刀方向上形成走刀步長殘留，同時在相鄰走刀行之間形成行距間殘留[41,42,43]，行距過大得到的殘留高度就大，相應(yīng)的表面粗糙度就會增大，后續(xù)處理加工量加大；行距過小將使加工時間成倍增加，同時還導(dǎo)致編程效率的下降以及零件加工程序行的成倍增加。在一些比較成熟的CAD/CAM編程模塊中都提供了較有效的刀具軌跡規(guī)劃算法和相關(guān)的步距確定方法。在精加工中，由于加工的精度和表面粗糙度都要求很高，所以在加工過程中采用小直徑的球頭銑刀，所選擇的步距就應(yīng)該比較小，～。確定切削條件的目標(biāo)是要生成具有最大材料切除率NC程序，同時保持穩(wěn)定的切削狀態(tài)與要求的加工精度。因此，首先就確定軸向與徑向切削深度以獲得最大的材料切除率，然后再考慮切削力的限制與刀具承受力對進(jìn)給速度進(jìn)行選擇。在確定了切削區(qū)域后，接下來就是確定切削層，UG/CAM中切削層包含兩個內(nèi)容，切削深度范圍和每刀切削深度。進(jìn)入UG的Cavity Mill模板設(shè)定粗加工切削參數(shù)，包括加工余量、安全間隙、公差等加工精度參數(shù)，還包括進(jìn)給率、切削模式、切削類型、行距等。在Cutting參數(shù)設(shè)置里選擇切削方向為Inward由毛坯外緣向內(nèi)銑削，到刀路軌跡如圖38，39模擬加工如圖310 ，311 圖38 開粗刀軌圖39擴(kuò)槽刀軌 圖310開粗模擬結(jié)果 圖311擴(kuò)槽模擬刀具軌跡規(guī)劃的目的就是針對待加工零件產(chǎn)生一組刀位點(diǎn)，使得在保證加工精度的前提下，加工效率最高。而對于五軸曲面加工刀具軌跡規(guī)劃來說，刀軸矢量的初始位置是與刀位點(diǎn)處的法矢量平行的，則規(guī)劃過程還包括確定在刀位點(diǎn)處刀軸矢量繞最大主曲率方向的旋轉(zhuǎn)角，即后跟角，以及繞法矢量方向的旋轉(zhuǎn)角，即側(cè)偏角，這兩個角度共同確定了刀具的空間姿態(tài)。多坐標(biāo)數(shù)控加工刀具軌跡生成是數(shù)控編程的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，針對不同的加工對象研究者們提出了許多實用的計算方法，并得到了廣泛的應(yīng)用。常用的主要方法有以下幾種：（1）等參數(shù)線法曲面參數(shù)線加工方法是多坐標(biāo)數(shù)控加工中生成刀具軌跡的主要方法，也是最簡單的方法之一，其特點(diǎn)是切削行距沿曲面的參數(shù)線分布，即切削行沿u線或v線分布，適用于網(wǎng)格比較規(guī)整的參數(shù)曲面的加工。（2）等距截平面法等距截平面法加工的基本思想是指采用一組截平面去截取加工表面，截出一系列交線，刀具與被加工表面的接觸點(diǎn)就沿著這些交線運(yùn)動，完成曲面的加工。（3）回轉(zhuǎn)截面法回轉(zhuǎn)截平面法加工的基本的思想是指采用一組回轉(zhuǎn)圓柱面去截取加工表面，截出一系列交線，刀具與加工表面的接觸點(diǎn)就沿著這些交線運(yùn)動完成曲面加工。其可以從中心向外擴(kuò)展，也可以由邊緣向中心靠攏。其缺點(diǎn)是隨著刀軌數(shù)的增多，寬度不同積累起來的影響較大，使遠(yuǎn)離起始刀軌的后續(xù)刀軌產(chǎn)生嚴(yán)重的變形和不規(guī)整，走刀方向偏離最佳走刀方向。導(dǎo)動曲線在待加工表面上的投影一般為切觸點(diǎn)軌跡，也可以是刀尖點(diǎn)軌跡。由于待加工表面上每一點(diǎn)的法矢方向均不相同，因此限制切觸點(diǎn)軌跡不能保證刀尖點(diǎn)軌跡落在投影方向上，所以限制刀尖點(diǎn)容易控制刀具的準(zhǔn)確位置，可以保證在一些臨界位置和其他曲面（如干涉面）不發(fā)生干涉。（6）三坐標(biāo)球形刀復(fù)雜曲面加工方法[46]復(fù)雜曲面一般采用VARIABLE_CONTOUR可變軸輪廓銑，首先需確定驅(qū)動方式。一旦定義了驅(qū)動點(diǎn)，就可以用來創(chuàng)建刀軌。有多種驅(qū)動方法供使用，例如曲線/點(diǎn)驅(qū)動方法、螺旋驅(qū)動方法、邊界驅(qū)動方法、區(qū)域銑驅(qū)動方法、射線狀切削驅(qū)動方法以及清根切削驅(qū)動方法。在對葉片進(jìn)行變軸銑參數(shù)設(shè)置時，選擇直紋銑削方式，這種曲面區(qū)域驅(qū)動方式適用于加工復(fù)雜的曲面，提供了對刀具軸和投射矢量的附加控制。切削步長選項用于控制沿驅(qū)動線產(chǎn)生驅(qū)動點(diǎn)的間距。有兩種定義方法，一種是指定公差，另一種是指定點(diǎn)的數(shù)量。經(jīng)過分析和試驗證明選擇曲面驅(qū)動方式刀軸采用插補(bǔ)方式，投影采用刀軸方式可生成質(zhì)量較高的刀軌，如圖315圖315流道面半精加工刀軌圖。同樣選擇VARIABLE_CONTOUR可變軸輪廓銑模板，分別選擇葉輪葉片的葉背、葉腹和流道曲面為驅(qū)動幾何，切削模式同樣選擇直線銑削，類型為ZigZag。圖316葉片腹部精加工刀軌圖317葉片背部精加工刀軌圖318流道面精加工刀軌圖319葉輪半精加工模擬顯示非切削運(yùn)動參數(shù)是指在銑削過程中，不切削工件的運(yùn)動參數(shù)，這些參數(shù)包括進(jìn)刀、退刀運(yùn)動和橫越運(yùn)動等。本文中選用沿著刀具軸向直線提刀和進(jìn)刀，距離為50。那么走刀過程中刀具軸線方向如何控制就是一個要解決的問題，即刀軸控制方式問題。由于刀具底面緊貼加工表面，從而對切削行之間的殘余高度作最大限度的抑制，這樣就減少了走刀次數(shù)從而獲得較高的生產(chǎn)效率。（2）平行于表面方式平行于表面方式是指刀具軸線或母線始終處于各切削點(diǎn)的切平面內(nèi)，所對應(yīng)的加工方式一般為側(cè)銑。（3）傾斜于表面方式αβ圖315　相對于曲面的刀軸控制該方式由刀軸矢量t在局部坐標(biāo)系中與坐標(biāo)軸和坐標(biāo)平面所成的兩個角度和β定義，如圖315所示。傾斜方式是五坐標(biāo)加工的一般控制方式，垂直于表面方式和平行于面方式均可看作它的特殊情況，例如，垂直于表面方式即等價于=β=0。插補(bǔ)刀軸（interpolate）通過在指定點(diǎn)定義矢量來控制刀軸矢量對于非常復(fù)雜的驅(qū)動幾何或零件幾何，會導(dǎo)致刀軸矢量過多的變化，利用插補(bǔ)就可以有效的控制刀軸，插補(bǔ)刀軸也可以有效的避免刀具懸空和避讓障礙物。本章討論了五坐標(biāo)數(shù)控加工編程的基本概念、刀軸控制方式、刀具的選擇及類型，分析了多坐標(biāo)數(shù)控加工刀具路徑的規(guī)劃方法，以及五坐標(biāo)數(shù)控加工編程的關(guān)鍵理論。第四章　結(jié)論五坐標(biāo)數(shù)控加工是獲得復(fù)雜曲面和不規(guī)則零件的較好解決方法之一，特別是那些由一定的數(shù)字理論方程式所描述的并要求有足夠精度的曲線和曲面，如整體葉輪葉片，同時，五坐標(biāo)加工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用與CAD/CAM技術(shù)是密切相關(guān)的。本論文通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行建模的前處理，將給定的數(shù)據(jù)變成UG系統(tǒng)能識別的文件，在UG Modeling環(huán)境中自動生成槳葉切面線及槳葉輪廓線。對整體葉輪在五坐標(biāo)數(shù)控加工過程中的工藝規(guī)劃進(jìn)行了研究。并根據(jù)這種方法編制了粗加工程序。該方法簡單而且易于編程。參考文獻(xiàn)[1] [2] [3] [4] :高等教育出版社,2001:660. 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