一种小尺寸叶轮及其五轴铣削加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111441894A(43)申请公布日2020.07.24(21)申请号202010360253.5(22)申请日2020.04.30(71)申请人上海建桥学院地址201306上海市浦东新区沪城环路1111号申请人上海临港新兴产业企业服务有限公司(72)发明人刘永峰陈立景张庆伟(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人吴文滨(51)Int.Cl.F03B1/00(2006.01)B23C3/18(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种小尺寸叶轮及其五轴铣削加工方法(57)摘要本发明涉及一种小尺寸叶轮及其五轴铣削加工方法，叶轮包括主轴、设置在主轴顶部的齿轮、套设在主轴外部的套筒以及多个沿周向均匀布设在套筒侧面的叶片，相邻两叶片之间设有加强筋，主轴、齿轮及套筒同轴设置，主轴、齿轮、套筒、叶片及加强筋一体成型；利用五轴数控机床加工叶轮，分为毛坯预处理、建模、规划刀路、粗加工、半精加工、精加工等步骤。与现有技术相比，本发明能实现叶轮局部的高精度铣削加工，可适用于各种不同参数的叶轮加工，具有加工效率高、精度高、成品质量好等特点。CN111441894ACN111441894A权利要求书1/2页1.一种小尺寸叶轮，其特征在于，该叶轮包括主轴(1)、设置在主轴(1)顶部的齿轮(2)、套设在主轴(1)外部的套筒(3)以及多个沿周向均匀布设在套筒(3)侧面的叶片(4)，相邻两叶片(4)之间设有加强筋(5)，所述的主轴(1)、齿轮(2)及套筒(3)同轴设置，所述的主轴(1)、齿轮(2)、套筒(3)、叶片(4)及加强筋(5)一体成型。2.根据权利要求1所述的一种小尺寸叶轮，其特征在于，所述的主轴(1)的中心处沿轴向开设有主轴通孔(6)。3.根据权利要求1所述的一种小尺寸叶轮，其特征在于，所述的齿轮(2)的外径与主轴(1)的外径相同。4.根据权利要求3所述的一种小尺寸叶轮，其特征在于，所述的主轴(1)顶部的外侧面上沿周向均匀开设有多个齿槽(7)。5.根据权利要求4所述的一种小尺寸叶轮，其特征在于，所述的加强筋(5)的厚度小于叶片(4)的高度。6.根据权利要求5所述的一种小尺寸叶轮，其特征在于，所述的加强筋(5)的底面与叶片(4)的底面齐平，所述的加强筋(5)的顶面与相邻的两个叶片(4)之间围成凹槽(8)。7.根据权利要求6所述的一种小尺寸叶轮，其特征在于，所述的加强筋(5)的内端与套筒(3)相连，外端位于相邻的两个叶片(4)之间，并且所述的加强筋(5)内端与外端之间的长度为叶片(4)长度的1/5-1/3。8.一种如权利要求6或7所述的小尺寸叶轮的五轴铣削加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)根据待加工叶轮的形状及尺寸参数，将毛坯加工成凸型圆棒料；2)对叶轮进行建模，得到叶轮模型；3)采用型腔铣的方式，对叶片(4)进行粗加工；4)采用型腔铣的方式，对加强筋(5)进行半精加工；5)采用可变轮廓铣的方式，对叶片(4)进行半精加工；6)采用可变轮廓铣的方式，对叶片(4)进行精加工；7)采用区域轮廓铣的方式，对加强筋(5)的外端面进行精加工；8)采用深度加工五轴铣的方式，对凹槽(8)的侧面进行半精加工；9)采用可变轮廓铣的方式，对凹槽(8)的底面进行半精加工；10)采用深度加工五轴铣的方式，对凹槽(8)的侧面进行精加工；11)采用可变轮廓铣的方式，对凹槽(8)的底面进行精加工；12)采用型腔铣的方式，对齿轮(2)的齿槽(7)进行粗加工；13)采用平面轮廓铣的方式，对齿轮(2)的齿底面进行精加工，并采用深度轮廓加工的方式，对齿轮(2)的齿槽(7)进行精加工。9.根据权利要求8所述的一种小尺寸叶轮的五轴铣削加工方法，其特征在于，步骤4)中，采用直径为4mm、下半径为0.5的铣刀；步骤5)中，采用直径为3mm、下半径为1.5mm的铣刀；步骤6)中，采用直径为3mm、下半径为1.5mm的铣刀；步骤7)中，采用直径为3mm、下半径为1.5的铣刀；步骤8)中，采用直径为2mm、下半径为1mm的铣刀；2CN111441894A权利要求书2/2页步骤9)中，采用直径为2mm、下半径为1mm的铣刀；步骤10)中，采用直径为1mm、下半径为0.5mm的铣刀；步骤11)中，采用直径为1mm、下半径为0.5mm的铣刀。10.根据权利要求8所述的一种小尺寸叶轮的五轴铣削加工方法，其特征在于，步骤3)中，粗加工的加工余量为0.5mm；步骤4)中，半精加工的加工余量为0.2mm；步骤5)中，半精加工的加工余量为0.2mm；步骤6)中，精加工的加工余量为0mm；步骤7)中，精加工的加工余量为0mm；步骤8)中，半精加工的加工余量为0.1mm；步骤9)中，半