ПРОГРАММЫ

5-осевая непрерывная обработка в PowerMILL

Использование нормали к поверхности

Наиболее часто используемая стратегия непрерывной 5-осевой обработки основана на отслеживании нормали к обрабатываемой поверхности (рис. 1).

При описании оси инструмента в PowerMILL возможно задание двух углов относительно нормали: угла опережения, измеряемого в направлении движения, и угла отклонения, измеряемого в перпендикулярной этому направлению плоскости (рис. 2).

Угол опережения создает лучшие условия резания, а угол отклонения обычно служит для лучшего доступа к обрабатываемым поверхностям вблизи выступов. Использование угла опережения позволяет обрабатывать, в частности, лопатки турбин скругленным инструментом, когда обработка по нормали просто невозможна.

На рис. 3 показаны сечение реальной лопатки и траектория для угла опережения 20°. Значение угла подобрано опытным путем (меньший угол ведет к нежелательному контакту между задней или донной стороной инструмента, а больший угол невозможен из-за зареза выходной кромки при входе на вогнутый участок со стороны входной кромки). Использование скругленного инструмента в данном случае позволяет интенсифицировать режимы резания по сравнению с шаровой фрезой. Кроме того, PowerMILL позволяет контролировать скорость резания в точке контакта инструмента с поверхностью.

Обработка боковой поверхностью

Обработка боковой поверхностью (Swarf Milling) применяется для формирования профильных проходов при обработке линейчатых поверхностей (рис. 4).

При использовании 5-осевой обработки такие проходы могут содержать обработку поднутрений, что является целесообразным при обработке карманов со стенкой с переменным уклоном, например малковых поверхностей в авиастроении.

Если поверхность близка к линейчатой, но таковой не является, то можно использовать предыдущую стратегию с углом отклонения 88-89° и многопроходный вариант (для сравнения: при обработке боковой поверхностью угол отклонения равен 90°).

5-осевая профильная стратегия

  На рис. 5 показана траектория обработки паза со стенками, расположенными по нормали к поверхности. Как правило, на этой стадии уже выполнена 3-осевая обработка шаровой фрезой, а остаточный радиус в вогнутых углах обычно остается для ручной или электроэрозионной доработки. Используя 5-осевую профильную обработку концевой фрезой, можно значительно уменьшить объем ручной доработки и повысить точность воспроизведения формы.

Важным достоинством PowerMILL является то, что для 5-осевых траекторий можно использовать широкий ряд режущих инструментов, включающий концевые, шаровые и скругленные,дисковые, конические, конические сферические и конические скругленные фрезы. Как правило, другие системы ограничиваются использованием только шаровых и концевых фрез, что не всегда эффективно, особенно на стадии черновой обработки.

Проекционные методы ориентации оси инструмента

Пакет PowerMILL фирмы Delcam, наряду с возможностью работы с нормалью к поверхности, имеет специальные способы ориентации оси инструмента, более приспособленные для обработки оснастки или труднодоступных зон и основанные на проецировании оси инструмента к(от) точке (рис. 6) или к(от) линии (рис. 7). Как видно на рис. 6, локальные выступы на поверхности не вызывают резкого изменения направления оси инструмента, что обычно и требуется. Здесь показан вариант «от точки», используемый для вогнутых участков; для выпуклых участков точка задается в теле изделия и ось инструмента будет смотреть к точке. Ориентация к(от) точке используется для поверхностей, близких к сферическим, а к(от) линии — для близких к цилиндрическим.

Обработка по направляющей поверхности (drive surface)

На рис. 8 представлен пример, когда обработка внешней поверхности с контролем оси по нормали вызовет зарез соседней поверхности на участке шейки, что неприемлемо. Кроме того, при обработке сферического участка вблизи оси изделия инструмент должен повернуться практически вдоль оси, а это превышает предельные углы поворотных осей или вызывает столкновение узлов станка. Для этого случая целесообразно создать вспомогательную поверхность (показана синим цветом), к которой ось инструмента устанавливается по нормали, а обработаны будут все поверхности, расположенные выше по оси инструмента. PowerMILL может использовать и набор вспомогательных поверхностей; желательно, чтобы они сопрягались между собой по касательной для исключения резкой смены направления оси.

Принцип направляющей поверхности является дальнейшим развитием способов ориентации оси «к точке (линии)/от точки (линии)». Можно сказать, что ориентация «от точки» — это тот случай, когда направляющей поверхностью является сфера, а «от линии» — цилиндр.