3D Systems Cimatron 5轴干涉检查策略在叶片加工中的应用实例

本文讨论用Cimatron软件高级5轴功能对叶片流道型面（图示灰色部分）精加工。为保证加工效率和表面质量，工艺要求采用直径28mm、角部半径4mm的牛鼻刀，用刀具前端进行切削。

为明确“高级5轴”中相关参数的意义，分别做了4个刀路。

一、刀路1

采用直径28mm，角部半径4mm的牛鼻刀进行加工。

在高级5轴控制面板中，设置Surfacepath（曲面路径）Pattern（方式）为Morphbetween 2 surfaces（两曲面之间渐变）。

加工几何拾取如下图：

刀轴控制采用Be tilted relative tocutting direct（相对于切削方向倾斜），前倾角设置为28度。

生成刀路如图：

用刀路导航器观察，由于前倾角过大，刀杆与叶片出气边发生碰撞干涉。经测试前倾角小于23度可避免刀杆碰撞。见下图：

二、刀路2

复制刀路1。设置前倾角22度。Runtool(运行刀具)参数设为Atfront（在前端）。以确保使用刀具前端进行切削。

生成刀路。

此时用刀具前端进行切削，并避免了刀杆与叶片出气边碰撞。但刀具后端产生过切。如图：

可见，当前倾角小于22度时，由于叶片内弧曲率较大，刀具后端产生过切。

若更换其它刀具，比如球刀。将严重影响切削效率。

因此，恒定的前倾角难以满足此叶片的实际加工工艺要求。

三、 刀路3

复制刀路2。设置干涉检查参数，切削刃针对对驱动曲面做干涉检查。避让策略为Tiltingtool away with max angle(以最大角度倾斜开刀具)，Uselead/lag angle(采用前/后倾角)，指定最大倾角为＋20度。见下图：

生成刀路。见下图：

同时显示刀路2（蓝色）和刀路3（黑色），可看到叶片内弧刀路轨迹的差异。见下图：

此时已避免了刀具后端过切。但刀具后端与加工面最小距离为0，实际加工会擦到工件材料，留下刀具后端与工件刮擦的刀痕。见下图：

四、刀路4

复制刀路3。设置干涉检查参数Clearanceangle(间隙角度)为3度。见下图：

生成刀路。见下图：

用刀路导航器查看，刀具后端与加工面之间保留了足够的间隙，见下图：

此时刀具在后角不发生干涉的基础上，前倾角再增加间隙角度3度。

同时显示刀路4（蓝色）与刀路3（黑色），见下图：

小结：

运用Cimatron软件高级5轴中干涉检查策略，通过刀轴自动倾斜避让，我们精确控制了刀轴前倾角，得到满足工艺要求的理想刀路。

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