五、叶片的CAM加工
    
    叶片型面加工可在三坐标、四坐标、五坐标数控机床上加工完成，所采用的刀具有球头刀、平底刀、牛鼻刀、环形刀、鼓形刀、锥形刀等，可根据曲面陡峭程度、机床主轴自由度、加工要求选择适合的刀具。
   
    1、四坐标数控机床型面加工的优势
   
    在以往的型面加工中多采用三坐标加工，其特征是加工轴线始终不变。
   
    即平行于Z坐标轴。三坐标曲面加工是通过逐行走刀来完成加工的。刀具沿各切削行的运动，近似地包络加工曲面，行距是影响加工质量和效率的主要因素。
 
    过大的行距将使表面残余过大，后续工序的工作量变大，过小的行距会使加工程序和时间的成倍增加。其中走刀方式和零件相对刀具的姿态是影响行距的重要因素。
   
    以下是三坐标常用的几种走刀方式。图6是沿截面方向走刀，这种走刀方式可以获得较好的轮廓度，行距受到的影响也小，但是刀具切削点是不断地剧烈变化的，加工余量相对也处下不断的变化，对刀具和机床都产生不利影响。

图6

 
    图7是沿切削方向走刀的，有较高的效率，在实际中应用较多。但是随着曲面切削点的法矢和刀具轴线（Z坐标轴）的夹角增大，表面残余增大，曲面的陡峭程度和其在夹具上的安装方位对行距很敏感。

图7

 
    图8是环切方式，是前两种方式的综合，主要应用于边界受限的型面加工，从内到外环切时，刀具切削部位的四周可以受到毛坯的刚性支持，有利减少变形。

图8

 
    四轴联动加工则可解决上述问题，有效地控制刀具和曲面切削点法矢的夹角，从而使切削余量相对均匀，在型面扭转较大的叶片加工中有明显的优势；同时一次完成了叶盆、叶背、进排气边缘的加工，具有较高的加工精度。
   
    2、叶片的型面加工
   
    叶片的型面为自由曲面，毛坯为模锻件，需要进行半精加工和精加工。在半精加工中可以根据被加工的面生成偏置面。利用Mastercam中Toolpaths(刀具路径)—Multiaxis（多轴加工）—Msurf5ax（五轴曲面加工）,选用曲面驱动，Cut Pattern(切削模式)、Tool Axis Control(刀轴控制)、Cut Surfaces（切削曲面）都选择被加工曲面。 选用直径为12的球刀加工，半精加工步距取1mm，精加工步距取0.3mm，余量为0.2mm，螺旋式走刀。精加工的刀轨路径如下图所示（图9）。

图9

 
    3、加工仿真
   
    为了检验刀轨的正确性，防止加工中过切现象，Mastercam提供了强大仿真校验功能。先通过Jobstup(毛坯设置)设置毛坯尺寸，利用Verify(校验)功能仿真切削，如下图所示（图10）。

图10