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PowerMILL在石油钻头体加工中的应用.doc

PowerMILL在石油钻头体加工中的应用

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2018-04-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《PowerMILL在石油钻头体加工中的应用doc》,可适用于综合领域

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PowerMILL在石油钻头体加工中的应用石油钻头体如图所示:该钻头体有五个空间方位的切削刃每个切削刃上的工作部分有很多镶嵌金刚石刀片的盲孔钻头体工作时就是依靠这些金刚石刀片进行切削。石油钻头体如图所示:该钻头体有五个空间方位的切削刃每个切削刃上的工作部分有很多镶嵌金刚石刀片的盲孔钻头体工作时就是依靠这些金刚石刀片进行切削。图全面钻进钻头体三维图图粗加工钻头体三维图工艺分析钻头体的五条切削刃根部拔模角都为负值使用三轴机床一次装夹无法加工到位而且从上到下的深度为mm刀具悬长特别大切削效率低下因此切削刃可以通过五轴铣削进行加工或者在四轴加工中心上装夹两次以实现立卧转换进行加工镶嵌金刚石刀片的盲孔必须使用五轴机床才能加工到位。粗加工切削刃时也会对盲孔进行切削造成每个盲孔精加工时的余量都不相同对精加工编程以及切削参数的设置会造成很大的困难因此我们特别对零件的粗加工模型进行工艺性修改将所有的孔洞修补好确保盲孔精加工时的余量均匀修改后的模型如图所示。粗加工工艺方案为了减少加工成本合理利用现有的机床资源我们粗加工采取在四轴加工中心上装夹两次的方法具体的工艺流程如下:钻定位加工基准销孔立铣钻头切削刃上部卧铣钻头切削刃根部拔模定位加工基准结合零件结构和加工工艺特点在零件底部钻两个φH的销子孔立铣加工切削刃上部和卧铣加工切削刃下部时找正销子作为定位基准确保两次加工基准的一致性也克服了零件结构无基准的缺陷保证了零件的加工精度。立铣钻头切削刃上部采用DR和d的刀进行加工加工策略为三维偏置区域清除在进行立铣加工时毛坯进行过车加工为了减少空走刀我们将车加工后的零件作为我们的毛坯PowerMILL毛坯提供了由三角形定义毛坯允许从文件装载已经做好的三维文件如图所示。读入毛坯后打开三维偏置区域策略表格设置切削参数并将偏置方向也就是切入方向设置为由外到内应用该策略计算刀具轨迹计算完成后进行碰撞检查可以立铣加工时需要的刀具的长度结合刀具实际长度运用刀具轨迹编辑功能删掉不需要的刀具轨迹。立铣加工时的刀路图如图所示PowerMILL三维偏置区域策略中的工艺设置限制刀具过载勾取限制刀具过载后当刀具遇到预先设置的过载条件后PowerMILL会自动输入一摆线刀具路径以减少刀具的全刀宽切削。通常这种过载出现在拐角、狭窄的槽、等处。刀具过载量由表格中的滑块控制以百分比描述设置及刀轨效果如图所示。手动设置下切步距如果在区域清除表格中将下切步距设置为手动则可用五种方法产生Z高度它们分别是:分割层数下切步距高度数值和中间层数以及平面。分割层数:按给定层数等距分割毛坯最低层在毛坯的底部。下切步距:首先在毛坯的底部产生一Z高度然后在Z方向按给定高度逐渐上移。设置保持恒定下切步距选项后系统将自动修改下切步距值使得产生的层间的距离均匀并尽量接近指定的下切步距值。高度数值:按给定值产生单个Z高度。可按所需指定任意多个Z高度但一次只能产生一个。平面:识别模型中的平坦区域并按此平坦区域的高度产生一Z高度(余量)。中间层数:在当前Z高度间增加指定数量的Z高度。附加Z高度:也可使用已保存的区域清除刀具路径的Z高度。某一刀具路径被激活后附加按钮即被激活。轮廓加工对平行区域清除策略来说可对每一层进行轮廓加工以清除刀具留下的台阶刀痕。在此有三种选项之前、之间和之后供选择。分别为PowerMILL首先运行轮廓路径然后再运行平行路径在运行平行路径过程中系统将寻找并运行轮廓路径PowerMILL最后运行轮廓路径。同时可以设置每一Z高度还是最后的Z高度进行轮廓加工。斜向下切斜向下切可用在刀具无法从毛坯外部切入刀具路径的全切削深度位置的情况(如型腔内)。如图所示左斜角是刀具沿加工方向斜向切入毛坯时形成的坡度。有三种不同类型的斜向切入选项它们分别是沿刀具路径、圆弧和直线。如果将左斜角的长度(斜向长度)限制在一有限距离则将应用和左斜角移动方向相反的另外一种斜向移动右斜角移动。斜向长度以“刀具直径单位”(TDU)来表示例如若刀具直径为mm则TDU的斜向长度相当于mm。通常斜向长度应大于刀具直径以便于从刀具底部排屑。如果勾取了有限斜向长度选项则PowerMILL将插入右斜角进刀。右斜角的系统缺省设置是独立选项旗标置为开即需自行输入最大角。其缺省设置为度。旗标置关时其值将与左斜角相同。如果选取了外部接近选项则在保证不出现过切的情况下将优先使用外部接近切入方法。如果斜向切入设置会导致过切则它将被下切切入方法所替代。区域清除过滤区域清除过滤设置可以使工件上有些比较小的区域不加工,避免刀具在这些小区域出现顶刀现象,这在模具加工中是非常重要的。按图所示设置输入相应的值,于是将过滤掉全部跨距离小于刀具直径单位(TDU)的刀具路径它们将不会出现在产生的刀具路径中。不勾取仅过滤闭合区域意味着过滤过程中将包括毛坯以外的刀具路径区域。卧铣钻头切削刃负拔模角根部零件经过立铣后转入到卧铣加工为了得到该工序精确的毛坯尺寸可以在进行ViewMill实体仿真后可以输出ViewMill模型到文件作为卧铣加工的三角形毛坯该文件的格式为dmt如图所示卧铣加工时需要旋转工件一个角度一个角度进行加工在这个过程需要对应的不断旋转坐标系并使用三维偏置区域清除加工考虑到钻头体的结构大致相同每个零件加工旋转的角度大致相同为了避免每次加工时都重复的去旋转坐标系和调用三维偏置区域清除策略我们记录了两个宏一个用作坐标变换一个用作调用三维偏置区域清除策略DR铣刀三维偏置区域清除宏的具体内容及解释为:IMPORTTEMPLATEENTITYTOOLPATHTMPLTSELECTORGUI"DAreaClearanceOffsetAreaClearModelptf"选用三维偏置区域清除策略ACTIVATETOOL"DR"选用DR铣刀EDITRTOLERANCE""设置公差为FORMFILTER打开点分布对话框EDITFILTERTYPEARCFIT修圆刀具路径FILTERACCEPT接受点分布对话框EDITRTHICKNESSAXIALRADIALON打开余量设置对话框EDITRTHICKNESS""余量设置为EDITOVER""步距mmEDITZHEIGHTSAUTOMATICSTEPDOWN""切深mmEDITOFFSETDIRECTIONOUTSIDEIN切削方向由外到内EDITTOOLPATH""CALCULATE计算刀具路径AREACLEARCANCEL计算取消FORMLEADLINK打开切入切出连接对话框EDITTOOLPATHLEADSPAGELINK选择连接对话框EDITTOOLPATHLEADSLINKSTRAIGHT设置短连接为直EDITTOOLPATHLEADSLONGLINKSKIM设置长连接为掠过EDITTOOLPATHLEADSSAFELINKSKIM设置缺省连接为掠过PROCESSTPLINKS计算刀具连接EDITTOOLPATHLEADSPAGELEADIN选择切入对话框EDITTOOLPATHLEADSLEADINRAMP选择切入为斜向FORMPMLLEADINRAMP打开斜向对话框EDITTOOLPATHLEADSLEADINRAMPOPTFOLLOWLINE沿着直线选项EDITTOOLPATHLEADSLEADINRAMPOPTHEIGHTINCREMENT""斜向高度为mmLEADINRAMPACCEPT接受斜向切入PROCESSTPLEADINS计算切入EDITTOOLPATHLEADSPAGELEADSOUT选择切出对话框EDITTOOLPATHLEADSLEADOUTHARC选择切出为圆弧EDITTOOLPATHLEADSLEADOUTANGLE""切出角度为EDITTOOLPATHLEADSLEADOUTLRAD""圆弧半径为PROCESSTPLEADS计算切出LEADSACCEPT接受切入和切出FORMFEEDRATE打开进给和转速对话框EDITRPM""设置转速RPMEDITFRATE""设置进给为mmminEDITPRATE""设置切入速度为mmminRESETTOOLPATHFEEDRATE重新应用进给和转速FEEDRATEACCEPT接受进给和转速卧铣时刀具路径轨迹如图所示:图卧铣刀轨图通过φ铣刀粗加工侧壁留mm余量宏的内容和解释可以看出该宏里面包括的信息和加工参数设置是非常丰富的调用该宏可以实现这些参数的自动设置大大减轻编程的劳动强度并使编程集中化模块化自动化。精加工工艺方案精加工工艺路程为:φ钻头预钻落刀孔φ螺旋铣孔这样可以避免使用过多规格的钻头。在PowerMILL中钻孔铣孔时需要先产生孔的特征设置本零件加工的特征设置表如图所示选择整个模型勾选多轴和通过不完整的孔产生点击应用即可生成所有孔的特征,特征示意如图所示,在PowerMILL中可以根据不同的加工需要需要选择合适的钻孔或者铣孔策略。输出一个孔的部分程序如下:NMTNMSNMNGNGZNXYNGXYZACFNXYZACNXYZNXYZFNXYZNXYZFNXYZFNXYZNXYZFNXYZFNXYZNXYZF螺旋铣孔时选择的循环类型为螺旋设置节距和深度,刀具轨迹如图所示,可以根据精度要求和具体毛坯情况设置节距和公差。零件加工完成后,经检验各部位尺寸精度完全满足要求,加工效率大大提高成本得到大大的减少。编程、仿真及实际加工过程中都非常安全因此大大减轻了数控编程人员的精神疲劳强度。结论本文主要介绍了钻头体的工艺特点,并结合该零件介绍了PowerMILL在三轴编程,五轴钻孔,铣孔以及自动编程的优势。希望本文对喜欢PowerMILL编程人员有一定的学习和借鉴作用。致谢非常感谢国营险峰机器厂副主任工艺师王小宾在工艺研究阶辛勤的工作感谢DELCAM(中国)公司高级工程师张启翼,罗鸣在软件培训、服务中所做的艰辛工作。文章来源:Powermill视频教程

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