UG-CAM在航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤(pán)類(lèi)零件車(chē)加工中的應(yīng)用

韓德印， 李家勇， 胡曉群

（中航工業(yè)沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，沈陽(yáng)110043）

0 引言

航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤(pán)類(lèi)零件的材料通常為難加工的鈦合金和高溫合金，它是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)類(lèi)零件，在盤(pán)體上具有輻板、前后安裝邊、封嚴(yán)篦齒、端面U型槽和安裝葉片用的環(huán)形安裝槽等結(jié)構(gòu)特征。UG軟件作為當(dāng)今先進(jìn)的CAD/CAM軟件，其車(chē)加工編程模塊非常適合編制航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤(pán)類(lèi)零件數(shù)控程序，對(duì)于粗加工和精加工數(shù)控程序均能夠編制出非常好的加工軌跡，目前該軟件的編程方法已經(jīng)在眾多盤(pán)類(lèi)零件和整體葉盤(pán)研制過(guò)程中得到應(yīng)用，對(duì)于完成零件的研制任務(wù)發(fā)揮了積極作用。本文將結(jié)合盤(pán)類(lèi)零件結(jié)構(gòu)特征，介紹UG軟件的編程方法和技巧。

1 盤(pán)類(lèi)零件輻板型面UG軟件車(chē)加工編程方法

輻板是最常見(jiàn)的盤(pán)類(lèi)零件結(jié)構(gòu)特征，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。輻板型面的加工通常選擇35°、55°菱形機(jī)夾刀片車(chē)刀，粗加工時(shí)通常采用分層加工的方法，精加工時(shí)通常采用輪廓編程的方法進(jìn)行編程。UG編程時(shí)通常采用粗車(chē)內(nèi)孔編程模板，編程模板界面如圖2所示。

圖1 輻板結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 輻板編程模板界面

圖3 切削區(qū)域選擇界面

圖4 刀具參數(shù)和設(shè)置界面

通過(guò)編程模板切削區(qū)域定制對(duì)話(huà)框，操作界面如圖3所示，選擇需要加工的加工區(qū)域，軟件會(huì)自動(dòng)計(jì)算合適的加工區(qū)域。利用編程模板中刀具定義菜單，可以非常方便地定義加工刀具，加工刀具定義界面如圖4所示。在編程模板中設(shè)置完成合適的機(jī)床轉(zhuǎn)數(shù)和進(jìn)給后，就可以點(diǎn)擊生成程序按鈕計(jì)算程序加工軌跡了，計(jì)算完成后的程序軌跡如圖5所示。

圖5 輻板粗加工刀軌示意圖

2 端面U型槽數(shù)控編程方法與加工軌跡

航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤(pán)類(lèi)零件端面U型槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是比較難加工的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)于U型槽的粗加工通常采用粗車(chē)端面槽加工模板進(jìn)行編程，粗加工時(shí)通常選用端面槽刀，規(guī)劃刀軌時(shí)采用分層扎槽的走刀路線(xiàn)，首先選擇如圖所示模板圖標(biāo)、再命名程序名、選擇幾何體圖標(biāo)定義零件毛坯和零件三維實(shí)體模型、選擇合適的加工刀具，例如刀寬為5 mm、刀尖半徑R=0.4 mm的槽刀、然后定義加工方法，選擇粗加工方法，設(shè)置完成后選擇應(yīng)用或確定圖標(biāo)，就進(jìn)入端面槽車(chē)加工模板對(duì)話(huà)框，圖6為操作模板界面。在操作菜單中定義切削區(qū)域、定義切削步長(zhǎng)、選擇是否添加附加輪廓加工、完成進(jìn)/退刀的設(shè)置、選擇加工余量和填寫(xiě)進(jìn)給率參數(shù)。槽粗加工時(shí)切削層的深度非常重要，深度值需要根據(jù)所選刀具來(lái)確定，刀具定義界面如圖7。選擇不當(dāng)容易造成刀具損壞或零件報(bào)廢。切削參數(shù)設(shè)置完成后，就可以計(jì)算刀軌了，計(jì)算完成后的刀軌路線(xiàn)如圖8所示。

圖6 切槽程序參數(shù)定義界面

圖7 刀具定義界面

圖8 切槽加工的刀軌路線(xiàn)

3 篦齒特征數(shù)控編程方法與加工軌跡

篦齒是航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤(pán)類(lèi)零件常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)特征，起發(fā)動(dòng)機(jī)級(jí)間封嚴(yán)作用，篦齒尺寸要求嚴(yán)格，齒尖寬度通常為0.3 mm，齒高通常為3～5 mm，篦齒兩側(cè)夾角通常為15°左右，齒尖跳動(dòng)通常為0.03～0.05 mm，因此如何選擇合適的加工方法和刀具走刀軌跡非常重要，否則很容易在加工過(guò)程中擠傷篦齒，造成尺寸和形位公差超差。采用UG CAM車(chē)加工功能通常采用的編程方法分為粗加工和精加工兩個(gè)工步，兩個(gè)工步通常在一個(gè)工序中進(jìn)行加工，粗加工通常采用扎槽分層加工方法，選擇在外徑開(kāi)槽模板，留0.1 mm左右加工余量。精加工通常采用一刀加工完成，選擇精車(chē)外圓加工模板。粗加工編程操作界面如圖9所示，精加工操作界面如圖10所示。按照操作模板設(shè)置參數(shù)后生成的加工刀軌如圖11所示。

圖9 粗加工編程操作界面

圖10 精加工操作界面

圖11 UG軟件篦齒車(chē)加工程序刀軌

4 結(jié)語(yǔ)

本文介紹的利用UG軟件CAM車(chē)加工功能編制航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤(pán)類(lèi)零件典型加工特征的編程方法，通過(guò)多年的使用，證明該軟件非常適合編制航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤(pán)類(lèi)零件類(lèi)復(fù)雜型面的車(chē)加工數(shù)控程序。

［1］ 劉文波.機(jī)床數(shù)控技術(shù)［M］.沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2000.

［2］ 謝國(guó)明.UG CAM實(shí)用教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2003.