SolidCAM 简单涡轮叶片加工
1. 介绍
本课程的目标是教你如何使用 SolidCAM 的 3-Axis 粗加工、HSS、和 Sim 5-Axis 加工，加工简单涡轮叶片。本教程涵盖了简单涡轮叶片加工的基本概念。本课程围绕基于任务的培训方法而设计，指导练习将教你完成加工任务所需的命令和选项。这些练习中嵌入了理论解释，以概述简单涡轮叶片加工能力。
本教程还旨在让你了解：
- 理论的叶片加工工艺
- 不同的叶片加工策略
- 加工简单涡轮叶片的端到端流程
使用本书
本教程旨在在经验丰富的讲师的指导下在课堂环境中使用。它也旨在成为一个自学教程。本书使用 SOLIDWORKS 2021 和 SolidCAM 2021 SP3 制作。
涡轮叶片 – 特征
2. 叶片加工
涡轮叶片是构成燃气轮机涡轮部分的单个部件。涡轮叶片的运行环境可能极其苛刻。随着温度和压力的巨大变化以及高速旋转的物理应力，其结构完整性中的任何缺陷都可能导致快速失效。因此，叶片生产中材料和制造工艺的选择以及所采用的加工操作的安全性和效率，在整个加工过程中起着至关重要的作用。制造涡轮叶片最常用的材料是不锈钢、耐热超级合金 (HRSA) 和钛。
叶片加工工艺包括 2 个步骤：
- 1. 从矩形原材料 (毛坯) 生成斜方形
- 2. 从斜方形生成叶片
叶片加工策略：
整体加工策略的选择在叶片的切削过程中起着重要的作用，极大地影响着后续的加工参数。各种机床适用于叶片加工；包括 3、4 或 5-axis 机床。但大多数现代叶片加工操作不建议使用 3-axis 机床。
叶片结构头部和根部的固定要素最终会被去除，但在加工过程中，其精度和形状对整体操作的成功至关重要。因此，必须仔细选择夹具要素的设计和用于加工它们的刀具。
下图显示了在 4-axis 机床上固定叶片进行加工的最常见方法之一：
它的一侧有一个卡盘，毛坯夹在钳口之间。另一侧是液压尾座，它应具有可变压力设置。在本教程中，将使用 4-axis (定轴和同步) 以及 HSS 和 HSM 技术加工叶片。
在开始加工之前，你必须牢记以下几点：
- 固定方法：确保中心钻孔在原材料的两侧
- 在固定夹具中，卡盘固定必须在一侧，液压尾座在另一端
- 叶片的加工必须以这样的方式进行，即工具将零件推入卡盘，而不是将其拉出
- 轮廓的初始粗加工必须以这样的方式开始，即首先加工后缘侧，因为它是最薄弱的部分。下一步加工前缘，因为它具有相当厚的部分，在粗加工工艺中可以支撑自己
- 如果你计划使用液压尾座，请确保在粗加工期间压力较高，然后在半精加工和精加工操作中释放压力
- 刀具的选择取决于可用性。但是，对于粗加工和半精加工操作，建议使用嵌入式刀具，对于精加工操作，建议使用整体硬质合金刀具
3. CAM-零件、毛坯、和目标定义
涡轮叶片零件的 CAM-零件 定义过程包括以下阶段：
CAM-零件 创建：在此阶段，你必须定义 CAM-零件 名称和位置。SolidCAM 定义了必要的系统文件和一个文件夹，以分配存储 SolidCAM 数据的位置。
CNC-机床 定义：需要选择 CNC-控制器。控制器类型会影响坐标系定义和几何定义。
坐标系 定义：你必须定义坐标系，它是 CAM-零件 所有加工操作的原点。你可以创建多个坐标系位置，并在每个加工步骤中选择要用于操作的坐标系。
毛坯和目标定义：有必要定义用于 CAM-零件 加工的毛坯边界。SolidCAM 使你能够在加工后的最后阶段定义零件的模型。
以下练习描述了 CAM-零件 定义的完整过程。建议完成这些阶段以了解 CAM-零件 特征的构建方式。为此，你必须关闭自动 CAM-零件 定义。
1. 在数控机床列表中, 点击 Heidenhain_iTNC530_4X_X
2. 坐标系定义
3. 毛坯定义
4. 目标定义
4. 创建长斜方形
5. 工序设置
6. Sim 5-Axis 铣削 4X_ParC_faces3
7. Sim 5-Axis 铣削 4X_Proj_faces32
8. Sim 5-Axis 铣削 4X_ParC_faces51
9. Sim 5-Axis 铣削 4X_ParC_faces14
5. 轮廓加工
10. 3D HSR HSR_R_Cont_model
11. 3D HSR HSR_R_Cont_model2
12. 3D HSR HSR_R_Cont_model3
13. 3D HSR HSR_R_Cont_model4
14. 轮廓操作 F_contour13
15. Sim 5-Axis 铣削 4X_ParC_faces
16. Sim 5-Axis 铣削 4X_ParS_faces25
17. 3D HSR HSR_R_Cont_model6
18. 3D HSR HSR_R_Cont_model5
19. Turbo 3D HSM Turbo_CZ_target_1
20. Turbo 3D HSM Turbo_CZ_model7
6. 精加工操作
21. Sim 5-Axis 铣削 4X_PC_faces54
22. Turbo 3D HSM Turbo_CZ_target
23. Turbo 3D HSM Turbo_CZ_model1
24. HSS HSS_PC_CZ_faces28
25. 3D HSR HSR_R_Cont_model9
26. 3D HSR HSR_R_Cont_model10
27. HSS HSS_MC_faces33
28. HSS HSS_PC_CZ_faces35
29. HSS HSS_PC_CZ_faces37
30. Sim 5-Axis 铣削 4X_MS_DRV_SRF
31. Sim 5-Axis 铣削 4X_ParS_DRV_SRF
32. Sim 5-Axis 铣削 4X_ParS_DRV_SRF_1
33. Sim 5-Axis 铣削 4X_ParS_DRV_SRF_2
34. Sim 5-Axis 铣削 4X_ParS_DRV_SRF_3
35. Sim 5-Axis 铣削 4X_MS_faces52
