隨著數控加工日益普及，CAD/CAM軟件也在不斷地更新，而多軸加工數控編程一直是航空發(fā)動機葉片加工的關鍵技術。Mastercam作為一款高端CAD/CAM軟件，在實際加工中有著廣泛的應用，以下是以Mastercam在葉片的四軸聯(lián)動加工中的實際應用，對其它曲面加工也有借鑒意義。

    關鍵詞      葉片      四軸聯(lián)動加工    行距    后處理    進給率控制

一、引言

    數控加工是一種可編程的柔性加工方法。數控機床正向著高速、高精、高柔性、復合化的方向發(fā)展，其費用相對較高，故適用于精度高，形狀復雜的零件的加工，而葉片零件公差帶小，其型面多為復雜的空間曲面，需要制造專用的工裝夾具，成批量生產要求精確復制，一直是數控加工的應用對象。

二、 四聯(lián)動NC機床

    四軸聯(lián)動加工技術主要應用于加工具有較為復雜曲面的工件，與三軸聯(lián)動加工相比，四軸聯(lián)動加工可以加工出更高質量、更復雜的曲面，主要適用于飛機、模具、汽車等行業(yè)的特殊加工，目前已經普及國產四坐標機床。如下左圖所示四坐標立式NC機床是在三個線性平動軸的基礎上增加一旋轉軸。其運動鏈為：

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三、葉片的結構特點

    從葉片的結構來看，其葉身型面部分為復雜的空間曲面，各部分的曲率、扭轉變化較大，是典型的薄壁件。由于其為動力等裝置的重要部件，工作條件較為惡劣，對零件本身的精度和質量提出的很高的要求。型面的加工質量直接影響其工作性能，從而可能影響整機的性能。葉片的材料要求有很高的質量—強度比，加工中難切削，切削抗力大，引起的變形也大。由于其截面形狀，在葉盆和葉背方向上抵抗變形的能力也不同，進排邊緣處又較薄，加工中的形變很復雜。對數控加工提出了很高的要求。在實際加工中，多采用以下的加工流程：

四、葉片的CAD建模

    Mastercam是美國CNC Software公司開發(fā)的一套CAD/CAM 軟件，最早的版本為V3.0，可用于DOS。由于其誕生較早，兼具CAD軟件和CAM軟件的重要功能，發(fā)展至今無疑是CAD/CAM軟件中的一枝奇葩，有很高的市場占有率。軟件的CAD功能可以繪制2D和3D圖形，構建自由曲面的功能更是遠遠勝于同類的CAD軟件；軟件的CAM功能方便直觀，可以直接在點、線、曲面、實體上產生刀軌，其后置處理文件是一種用戶回答式的自由修改文件，默認的后置處理文件Mpfan.pst與FANUC控制系統(tǒng)的NC機床無縫集成。

    1、構建截面線

    按設計給定數據繪制出各個平面上的截面線，葉盆和葉背上的型線均為自由曲線，進排氣邊緣為一段圓弧，將各曲線光滑過渡，并保證各段曲線的連續(xù)。根據給定的扭轉角將各個平面上的曲線通過Xform—Rotate命令進行旋轉，得到一組空間曲線，如下圖所示。

    2、構建曲面

    將所得到的截面線通過Create(創(chuàng)建)—Surface(曲面)—Loft（舉升）操作，可以得到葉片的葉身型面，截面的數量將影響曲面的光順性，調整各數據點的對齊方式，和曲面公差，得到如下圖所示的三階NUBS曲面。

五、葉片的CAM加工 +A3/^C0  
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    葉片型面加工可在三坐標、四坐標、五坐標數控機床上加工完成，所采用的刀具有球頭刀、平底刀、牛鼻刀、環(huán)形刀、鼓形刀、錐形刀等，可根據曲面陡峭程度、機床主軸自由度、加工要求選擇適合的刀具。

    1、四坐標數控機床型面加工的優(yōu)勢

    在以往的型面加工中多采用三坐標加工，其特征是加工軸線始終不變。

    即平行于Z坐標軸。三坐標曲面加工是通過逐行走刀來完成加工的。刀具沿各切削行的運動，近似地包絡加工曲面，行距是影響加工質量和效率的主要因素。 r[L.TX3Ah=  
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