某水下航行體拋物曲面加工的方法

某水下航行體具有拋物線形狀的外輪廓，使其航行時(shí)具有較小的航行阻力，較高的航行速度。

常規(guī)數(shù)控車床編程加工拋物線曲面輪廓時(shí)，采用“運(yùn)用方程式間隔采點(diǎn)計(jì)算”法，采點(diǎn)間距的大小決定了加工曲面輪廓度的精度。間距越小面輪廓度的精度越高。就本例而言，曲面總長(zhǎng)為100 mm，如果采用0.100 mm的間距采點(diǎn)，系統(tǒng)計(jì)算量將達(dá)到1 000(100/0.100)次，但是面輪廓度的誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出0.025 mm的范圍，達(dá)不到圖紙要求。如果采用0.020 mm的間距采點(diǎn)，系統(tǒng)計(jì)算量將達(dá)到5 000(100/0.020) 次，面輪廓度的誤差剛好不超出0.025 mm的范圍，達(dá)到圖紙要求。但是由于計(jì)算量太大，MITSUBISHI數(shù)控系統(tǒng)將產(chǎn)生P202#報(bào)警“MRC程序單節(jié)數(shù)超出”,無法加工。

為解決此機(jī)械加工時(shí)的難點(diǎn)，采用數(shù)控車床編程軟件Mastercam進(jìn)行自動(dòng)編程，結(jié)合使用MITSUBISHI數(shù)控系統(tǒng)車床加工,以獲得較為理想的加工質(zhì)量，與較低的航行阻力。

1)加工圖樣。圖1為加工零件圖樣，材料為合金鋁，牌號(hào)為7A09。毛坯尺寸為D160 mm×160 mm,加工方式為車削加工。

圖1 加工圖樣

2)加工難點(diǎn)分析。從加工圖樣分析可知其主要的加工難點(diǎn)有2個(gè)。

(1)表面粗糙度達(dá)到0.32 μm，接近通常所說的“鏡面”效果,較難加工。

(2)曲面輪廓度高達(dá)0.025 mm,通常情況下難以達(dá)到此精度要求。

3) 加工程序。

(1)進(jìn)入Mastercam X9軟件,運(yùn)用曲線方程式。Y=8×SQR(-X)[-100,0]建立車削模型。

(2)建立加工毛坯和裝夾方式。毛坯尺寸為：D160 mm×160 mm。裝夾方式為：三爪自定心卡盤反爪夾持12 mm。加工坐標(biāo)系：Z軸坐標(biāo)原點(diǎn)為遠(yuǎn)離毛坯右側(cè)端面1 mm。

(3)輪廓粗加工。運(yùn)用主菜單“刀路”→“粗車”，建立粗加工程序，主要參數(shù)如表1所示。

表1 粗加工主要參數(shù)

(4)輪廓精加工。運(yùn)用主菜單“刀路”→“精車”，建立精加工程序，具體參數(shù)如表2所示。

表2 精加工主要參數(shù)

(5)生成數(shù)控加工程序代碼。將“粗加工”和“精加工”刀具路徑經(jīng)過后處理程序。生成MITSUBISHI數(shù)控車床系統(tǒng)可識(shí)別的代碼文件。運(yùn)用計(jì)算機(jī)RS-232數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)傳輸軟件Cimco edit將代碼文件傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床，即可進(jìn)行加工。

(中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司七五○試驗(yàn)場(chǎng) 王 亮，

昆明高級(jí)技工學(xué)校 涂莉娟 供稿)