行业零件丨太空舱连接环编程解析
发布时间：2022-06-02
用太空舱连接环这个零件为例，为大家详解航空航天复杂零件的编程难点，以及怎样利用 Mastercam 中的各种实用加工策略，利用五轴机床在保证零件加工要求的前提下进一步提高加工速度。
近几年，航空航天行业发展迅速，对材料性能的要求也越来越高。由于航空航天零部件结构的复杂性，加工要求的严格性以及材料的难加工性，对工程师的编程能力提出了更高的要求。
今天，我们用太空舱连接环这个零件为例，为大家详解航空航天复杂零件的编程难点，以及怎样利用 Mastercam 中的各种实用加工策略，利用五轴机床在保证零件加工要求的前提下进一步提高加工速度。
加工时间：约10个小时
加工材料：航空铝 7075
毛坯尺寸：546 * 305 * 114
零件结构特征与加工难点
2、特征一
该零件外形轮廓并非中规中矩，属于比较典型的异形零件；零件相对比较大，并且中间还有四个大的镂空特征。
解决方案
1.由于毛坯材料去除量比较大，使用 Mastercam 3D 优化动态粗切，通过动态铣削大切深、小切宽，高进给去除多余材料，从而提高粗加工效率。
2. 通过生成不同的毛坯模型参与粗加工刀路应用，可以大量节省刀路运算时间。同时生成的半成品毛坯也能方便随时比对查看加工情况。
特征二
以曲面特征为主，正反两面都是大曲面。
特征三
中间四个镂空的边缘都有圆弧曲面。
解决方案
1. 正反两个大曲面由于加工范围比较大，为了提高编程加工效率。我们在多轴平行刀路中应用了超弦精加工技术。
在本案中，多轴平行刀路策略结合 SECO - Taper Form R3/R250/R6锥度酒桶刀可以实现超弦精加工技术应用，刀轴控制需要根据锥度酒桶刀角度设置刀轴侧倾角为 47.5 度，此时我们可以利用刀具大圆弧曲面提高精加工曲面切削步距量为 2mm。这样的大步距加工在以往是不可想象的。
（如下图所示，球刀借助刀具接触点与曲面进行加工，显然切削步距很小，仅为 0.1mm，效率非常低。）
若使用锥度型刀具，则可以借助刀具侧边大圆弧与曲面接触加工，因此切削步距可以大一些（2mm一层），从而提高加工效率。如下视频：
2. 针对大曲面中间四个镂空区域出现有空切刀路，为了提高编程加工效率，启用了多轴刀路中的进给速率控制区应用。
本案中，为了尽可能控制加工过程中出现频繁抬刀，我们提前准备了一个辅助大曲面来优化频繁抬刀，但是刀具在四个镂空区域出现有空切刀路。因此为了提高编程加工效率，启用了多轴刀路中的进给速率控制区应用精准优化空切走刀进给速率。
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