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一种弯管外表面的三轴数控铣削加工方法，加工方法基于UG软件、采用三轴数控加工设备和球头刀具(1)进行加工，其特征是，加工前对弯管零件(2)外表面进行加工区域的划分、刀具轨迹的规划和切削进给方式的优化；对被加工的弯管零件共进行两次装夹定位；加工中刀具切削运动是沿弯管母线(a)方向加工，每次走刀运动都是在X‑Y平面内完成，进给方式由下到上；外表面加工按弯管截面各90度均分为上下对称的四个区域，即0°～90°为第一区域(I)、90°～180°为第二区域(II)、180°～270°为第三区域(III)、270°～360°为第四区域(IV)，各区域生成的刀轨均是平行均匀的；加工完弯管的上半部分第一、第二区域(I、II)后，将弯管翻转180°，重新定位夹紧，继续加工弯管的下半部分第三、第四区域(III、IV)；具体加工方法步骤如下：(1)在三轴机床上对弯管进行定位和夹紧，首先将弯管平放于三轴机床的工作台上，然后利用弯管内表面空间，使用压板压住弯管内表面，但不拧紧螺母，接下来利用弯管端面，通过对刀找到弯管一端的圆心，取该点为加工原点，然后在水平面内调整弯管的位置，使工件在机床坐标系中的位置和三维模型在加工坐标系中的位置保持一致；最后拧紧螺母，夹紧弯管，确保零件在加工过程中不移动位置；(2)利用UG的CAM模块编制外表面加工程序；a首先建立弯管的三维模型，依据弯管上下对称的特征，分为四个加工区域，即第一、第二、第三、第四区域(I、II、III、IV)；b然后在UG软件的加工模块进行三轴加工编程；弯管外表面加工分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段；按弯管外表面划分的四个加工区域，先加工上半部分的第一、第二区域(I、II)再加工下半部分的第三、第四区域(III、IV)；粗、精加工采用不同的刀具，粗加工采用大直径的圆角刀；半精加工和精加工 采用球头刀具；c刀轨生成控制设置如下，根据工件材料、刀具刚性和表面质量的目标预期值来确定切深ap、进给量f、转速vc的值；四个加工区域均采用沿弯管母线平行往复走刀方式和由下到上的进给方式；即刀具切削运动是从弯管一端到另一端的往复切削，进给运动是沿Z轴方向从小到大进给，逐渐进给至弯管最高点终止；d通过二维和三维动态仿真模拟加工过程，确认整个加工过程没有过切和碰撞问题，验证刀轨的正确性；e根据所使用的数控机床对刀轨进行后处理，将工件坐标系下的刀位点坐标转换成五轴机床坐标系中各轴的平动和转动，形成机床能识别的G代码；(3)通过计算机将后处理的加工程序传输给三轴机床，对弯管进行实际切削加工；先加工弯管上半部分的第一、第二区域(I、II)，完成后松开夹具，将弯管翻转180度，用同样方法重新定位夹紧，对弯管下半部分的第三、第四区域(III、IV)进行加工；完成整个弯管外表面的加工后，加工结束。 |
