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一种叶轮的高速铣粗加工方法


技术摘要:
本发明公开了一种叶轮的高速铣粗加工方法,包括以下步骤:模型分析‑刀具选择‑编程模型设计‑程序轨迹规划‑参数收集调整;该方法通过设计一种全新的锥度铣刀配合现有的CAM软件中的高速摆线铣,可以使叶轮的空间狭窄区域使用高速摆线铣进行加工,解决了现有使用球头铣  全部
背景技术:
在透平机械及航空航天领域,压缩机离心叶轮及整体叶盘越来越普及,行业发展 在推进压缩机的成本及效率,如何快速生产高质量的产品是业内人员值得深思的技术问 题;目前离心叶轮的加工方案目前有很多种,比如球头铣刀分层粗加工技术,插铣加工技 术,电解加工技术等;但是现有的技术方案都无法对狭窄区域进行加工,且刀具消耗量大工 作效率较低。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是提供一种叶轮的高速铣粗加工方法,以解决现有技术 中无法对狭窄区域进行加工,且刀具消耗量大工作效率较低的技术问题。 为实现上述目的,本发明提供一种叶轮的高速铣粗加工方法,包括以下步骤: 步骤1:模型分析:分析叶轮模型以确定叶轮的直径尺寸大小、叶片类型、叶片数 量、测量出两叶片之间的最小距离和最大开口距离,再测量叶片的最大高度,通过确定叶轮 特征的参数,对叶轮的粗加工开槽区域划分为宽阔区域和狭窄区域; 步骤2:刀具选择:通过划分粗加工开槽区域,以选择不同直径的切削刀具; 步骤3:编程模型设计:把刀具选择完成后,需要对加工程序轨迹进行合理的设计, 在进行粗加工时,不能使用分层铣的加工模式,需要编写定轴形式的摆线铣或者高速铣; 步骤4:程序轨迹规划:在粗加工时,需要绘制辅助曲面对加工区域进行拆分,实现 编写粗加工程序轨迹规划; 步骤5:参数收集调整:对优化后的加工程序进行试切试验,根据机床反馈的震动 幅度,对参数进行调整,以达到稳定切削的目的。 进一步地,所述步骤1中对叶轮的粗加工开槽区域进行合理的划分规则为:刀具的 安装悬伸长度小于刀具直径4倍的可以加工的区域为宽阔区域;宽阔区域以外的区域为狭 窄区域,针对于各区域选择安装悬伸长度小于4倍径的刀具。 进一步地,所述步骤2中对于宽阔区域使用圆角铣刀,对狭窄区域用锥度圆角铣 刀。 进一步地,所述步骤4中NX软件的定轴摆线铣在程序编制时,不能直接使用叶轮的 模型进行直接编程,需要对模型作一些辅助的曲面进行区域划分,在NX软件中使用的摆线 铣粗加工命令ADAPTIVE_MILLING,可以直接选择部件和毛坯,输入切削参数后直接生成加 工程序; 进一步地,所述步骤5中根据每台五轴加工设备的工作状态不同,每台五轴设备的 主轴功率,直线轴功率,旋转轴功率不同,主轴的刀柄大小和叶轮的加持刚性不同,切削参 数需要动态调整,切削参数应该为建议参数,机床试切加工时收集机床震动等信息,再进行 3 CN 111570878 A 说 明 书 2/3 页 调整,固化,形成一个稳定的加工参数。 与现有技术相比,本发明产生了以下有益效果:本发明的一种叶轮的高速铣粗加 工方法,该方法通过设计一种全新的锥度铣刀配合现有的CAM软件中的高速摆线铣,可以使 叶轮的空间狭窄区域使用高速摆线铣进行加工,解决了现有使用球头铣刀分层加工产生的 大量刀具消耗及加工时间,也解决了普通铣刀进行摆线加工无法进入狭窄区域的难题。 附图说明 图1为叶轮的结构示意图; 图2为自由曲面叶轮的示意图; 图3为直纹曲面叶轮的示意图; 图4为本发明的叶轮粗加工区域划分图; 图5为本发明的叶轮粗加工宽阔区域刀具选用示意图; 图6为本发明的叶轮粗加工狭窄区域刀具选用示意图; 图7为本发明的狭窄区域所选用的定制锥度铣刀图纸; 图8为本发明的编程软件中的辅助体示意图; 附图标记说明:1-主叶片,2-尾缘,3-分流叶片,4-叶尖,5-直纹面参数线,6-前缘, 7-流道面,8-叶片背弧,9-叶片内弧,10-自由曲面叶片弧形,11-直纹曲面叶片弧形。
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