——本文轉(zhuǎn)自中國數(shù)控機床網(wǎng)
　　本文介紹了法拉利機床及其編程軟件的的特點，以及在葉片加工中的經(jīng)驗，在實際使用中取得很好的效果。 
1 前言
　　葉片是汽輪機、航空發(fā)動機、鼓風機、軸流壓縮機等設(shè)備的核心部件之一，它起著將動能轉(zhuǎn)換為機械能的作用，汽輪機等設(shè)備效率的高低，很大程度上取決于葉片型面的設(shè)計和制造水平。目前，國內(nèi)外大型汽輪機葉片的型面加工均采用五軸聯(lián)動機床，我們公司是汽輪機葉片專業(yè)化企業(yè)，在已經(jīng)引進德國德馬吉、瑞士斯特拉格等五軸機床的基礎(chǔ)上，又購買了意大利法拉利公司A175型五軸機床（見圖1）。
                              
                                            圖1 法拉利機床A175型五軸機床
　　意大利法拉利公司公司不僅提供了精度高，非常適合葉片加工的機床，還配套提供了使用方便、專用于葉片加工的CAM軟件TS30/80及數(shù)控加工程序模擬軟件Plo3D，因此在葉片加工行業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用。
2 法拉利A175機床簡介
2.1 機床的數(shù)控系統(tǒng)
　　法拉利機床采用E580數(shù)控系統(tǒng)，通過采用連續(xù)的曲線沿著運動軌跡調(diào)整機床動態(tài)性能，取保坐標的運動始終得到監(jiān)控，以避免不需要的震蕩或振動，所具有的“向前看”功能能使控制系統(tǒng)根據(jù)型面特點在線計算最佳進給速度。“前置反饋”技術(shù)可使動態(tài)跟蹤誤差接近為零。并且它的數(shù)控控制系統(tǒng)本身就是一臺PC電腦，與Windows2000操縱系統(tǒng)融為一體，界面直觀友好。
2.2 機床的配置
　　法拉利A175是一臺模塊化，高精度立式數(shù)控加工中心，機床結(jié)構(gòu)經(jīng)過精心設(shè)計，在保證剛性的同時，盡可能減輕運動部件的重量，使機床不但具有出色的高速性能，同時具備了很強的粗加工能力，工件毛坯可以從方鋼開始，直至加工到拋光程度。A175經(jīng)過五坐標五聯(lián)動的配置，非常適合各種葉片的加工。 
　　機床床身為整體箱式鑄鐵結(jié)構(gòu)，無扭曲變形，無需地基。立柱的移動集成了縱向、垂向的運動，滑枕作橫向運動。工作臺安裝面采用立式結(jié)構(gòu)，并固定安裝在床身上。 其坐標行程X軸為1050mm，Y軸為520mm，Z軸為420mm，可以加工的最大葉片尺寸為L700XΦ450mm，它有ABC共3個旋轉(zhuǎn)軸，A軸是旋轉(zhuǎn)平臺繞X軸360度旋轉(zhuǎn)（見圖2），B軸位于右邊的分度頭繞Y軸-46度至+136度旋轉(zhuǎn)（見圖3），C軸是擺頭繞Z軸-90度至+90度旋轉(zhuǎn)， 
                              
                             圖2 法拉利機床A軸和C軸的旋轉(zhuǎn)方式 
                              
                                 圖3 法拉利機床B軸的旋轉(zhuǎn)方式
3 編程軟件
3.1 TS30G
　　TS30G是法拉利公司用于葉片編程的二維CAD/CAM軟件，一般用于編寫葉根葉冠部位的加工程序，是用一種類似BASIC高級語言的方式來編程，其語句分為幾何語句、技術(shù)語句和系統(tǒng)語句。
3.2 TS80C
　　TS80C為專用于葉片型面部分加工的軟件集成工具。將葉片加工主要分為三個部分，即葉身型面、葉根轉(zhuǎn)接型面和葉根轉(zhuǎn)接平臺；葉身型面和葉根轉(zhuǎn)接型面屬于同種加工類型（Aerofoil），不同的是葉身型面一般采用園鼻刀加工，刀具隨曲面法向左右擺動，而葉根轉(zhuǎn)接型面一般采用球頭刀加工，加工時刀具傾斜成一固定角度；葉根轉(zhuǎn)接平臺加工分成兩種；一種是用帶錐度的球刀側(cè)刃靠上葉根平臺側(cè)母線直接銑削（Root），另一種是用球刀插補加工（Interpolate Root）。
3.3 Plo3D軟件
　　用TS30/80編好程序后，最好在Plo3D軟件中對刀軌進行模擬，查看刀具軌跡是否公道，是否過切等。一般的CAM軟件是在計算出刀軌就進行模擬，然后再后處理天生加工程序，至于后處理出來的程序?qū)Σ粚�就要通過第三方的模擬軟件才能知道。Plo3D軟件是直接對機床使用的NC代碼進行模擬，除了單步檢查外，還可以導進加工零件、毛坯以及夾具等的模型，對多道加工程序進行整體模擬，這樣就可以看出前后工序間留的余量是否均勻，銜接是否公道。
4 在葉片加工中的應(yīng)用
4.1 實現(xiàn)本地加工
　　法拉利機床有3個旋轉(zhuǎn)軸，機床就顯得很靈活，可以加工一些一般的五軸機床不能加工的部位，比如打中心孔，銑錐度回轉(zhuǎn)夾具，這樣就可以實現(xiàn)本地加工，即在同一臺機床上加工夾具，再用此夾具加工工件，可以保證較好的裝夾精度。
4.2 改裝機床做大葉片
　　法拉利機床X軸行程為1050mm，可以加工的工件最大長度為700mm，最大直徑為：Φ450mm，考慮到毛坯、夾具和轉(zhuǎn)接盤等因素，終極可以做的葉片尺寸應(yīng)該是在500mm以下，公司可以生產(chǎn)大葉片的機床有限，而大葉片的生產(chǎn)任務(wù)有很緊，就請法拉利公司的維修工程師將右側(cè)的驅(qū)動裝置往右移了大約200mm，固然使B軸超出了可編程的坐標系，但是我們可以做U625這樣的大葉片，以解生產(chǎn)的燃眉之急。從中我們也可體會到該機床的適用性比較廣。
4.3 葉片型面部分的加工       
　　葉片的外形固然千差萬別，但它都有一些共性的特征，如：葉片軸心、葉身型面、葉根平臺輪廓、葉根平臺側(cè)母線等（見圖4），TS80從葉片造型中讀取這些特征就可以很方便地進行葉片型面部分的編程和加工。 
                              
                                          圖4 葉片型面部分的特征
4.4 直接在機床上修改程序
　　對于比較規(guī)則的幾何外形，配正當拉利機床特定的G代碼（G56）定義所要加工的面，在調(diào)試時根據(jù)實測值可以在機床上很快找到要修改的值（見圖5），不必知道這個值應(yīng)該是多少，只要知道該吃多少或放多少就可以了，熟練的操縱工就可以修改，大大進步了調(diào)試的效率。 
                              
                                         圖5 直接在機床上修改程序
4.5 系列化的葉片編程
　　現(xiàn)在很多葉片產(chǎn)品都是成系列化的，外形大致相同，只是尺寸不同，在中可以通過對各種尺寸設(shè)置變量，不同的產(chǎn)品只要對變量進行不同的賦值，而基本的走刀指令不用更改，就可以實現(xiàn)系列化的葉片編程，進步編程的效率。
　　下面列出的是TS30編程的片斷：
    …
    #TD,20
    #RI,1.6
    FOR,#K,1,55,1
    PF#K,PF#K,MY
    NEXT
    …
    E,MILL,FA1,PF201,ZR13,ZA#Z,INCZ#DZ,DZ15,OFF#D,RA100,CL10,D#
TD,RI#RI,FR#FR,SS#SS
　　從中我們可以看出TS30是一套數(shù)控編程的高級語言，給與編程員很大的自由發(fā)揮空間，熟練運用各種語句，可以編出很好的程序，當然相應(yīng)的要花較多的時間來學習把握這種語言的使用方法。
5 結(jié)束語
　　經(jīng)過一段時間的使用，法拉利機床在葉片加工方面的表現(xiàn)不錯，精度高，輕易把握，還提供多種接口，方便實現(xiàn)數(shù)控加工程序的傳送，在編程方面，TS30/80也很專業(yè)方便。有一點要留意的就是它的剛性不足，不能承受很大的切削量，一般切深是0.5mm~1.0mm,，總體感覺法拉利機床很靈巧，非常適合精加工，在實際生產(chǎn)中，要根據(jù)機床的特點公道使用機床和加工參數(shù)，讓機床發(fā)揮出更大的效益。