一种整体叶轮双列开槽插铣加工方法.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CN106624667A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201710073711.5(22)申请日2017.02.10(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市高新园区凌工路2号(72)发明人魏兆成王敏杰(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人高永德李洪福(51)Int.Cl.B23P15/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种整体叶轮双列开槽插铣加工方法(57)摘要本发明公开了一种整体叶轮双列开槽插铣加工方法，其特征包括：沿叶轮流道的两侧叶片规划双列插铣刀具轨迹；刀具轨迹排刀顺序沿流道进出口方向；根据流道横截面底部宽度确定刀具直径并将流道分段，每个分段的流道横截面底部宽度大于1倍刀具直径，小于2倍刀具直径；本发明方法与现有大进给层切加工方法相比，能够提高整体叶轮粗加工效率50％以上，而且便于排除插铣顶刀，有效减少冗余刀具轨迹；本发明实施过程简洁，便于CAM软件集成，具有良好的应用前景。CN106624667ACN106624667A权利要求书1/1页1.一种整体叶轮双列开槽插铣加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，获得整体叶轮的CAD模型数据；步骤二，获得流道横截面底部宽度数据；分析CAD模型，通过软件测量等方法，获得从出口到进口流道横截面底部宽度变化的离散数据；步骤三，确定插铣排刀方向；根据叶轮流道横截面底部宽度，选择一个直径小于叶轮流道横截面底部宽度最小值的刀具，借助CAM软件平台或利用高级计算机语言编程方法，沿流道中线规划单列插铣刀具轨迹；通过切削仿真，判断是从进口到出口还是从出口到进口排刀不产生顶刀，选择无顶刀得方向作为插铣排刀方向；步骤四，根据步骤三确定的插铣排刀方向，将叶轮流道沿进出口方向分成若干段，根据各分段的流道横截面底部宽度选择刀具尺寸；若从流道出口端向进口端排刀，则以出口端作为第一分段起点，以大于分段起点流道横截面底部宽度的50％且小于分段起点流道横截面底部宽度的80％为原则，选定刀具直径；根据选定的刀具直径，将流道横截面底部宽度等于1.02～1.05倍刀具直径处作为第一分段终点，每个分段仅用一种刀具加工；再以第一分段的终点作为第二分段的起点，重复上述步骤，直至流道进口端；若从流道进口端向出口端排刀，则以进口端作为流道第一分段起点，以小于分段起点流道横截面底部宽度的98％且大于分段起点流道横截面底部宽度的50％为原则，选定刀具直径；根据选定的刀具直径，将流道横截面底部宽度等于1.4～1.6倍刀具直径处作为第一分段终点，每个分段仅用一种刀具加工。再以第一分段的终点作为第二分段的起点，重复上述步骤，直至流道出口端；步骤五，沿流道两侧叶片规划双列插铣刀具轨迹；根据步骤四确定的各分段流道及其刀具尺寸，借助CAM软件平台或利用高级计算机语言编程方法，沿流道进出口方向规划双列插铣刀具轨迹；各分段的排刀顺序严格按照步骤三的排刀顺序进行，仅最后一个分段的排刀顺序可以反向；在各分段内部，左列与右列刀具轨迹的优先顺序，根据插铣深度切削仿真确定，先加工插铣深的列，再加工插铣浅的列；步骤六，将编排好的刀具轨迹后处理成数控加工程序，驱动机床完成叶轮流道粗加工。2CN106624667A说明书1/3页一种整体叶轮双列开槽插铣加工方法技术领域[0001]本发明涉及机械加工及工具领域，涉及整体叶轮插铣加工，特别涉及到一种整体叶轮双列开槽插铣加工方法。背景技术[0002]整体叶轮是离心压缩机、涡轮发动机等透平机械的核心零部件，具有广泛的应用背景。随着科技发展和技术进步，透平机械的市场竞争越来越激烈，提高叶轮加工效率，降低生产成本是各大透平机械公司竞相追逐的目标。[0003]切削加工是整体叶轮制造的主要方法，由于叶轮零件的几何特点，其70％以上的工件材料需要去除，其中绝大部分要在粗加工阶段去除，所以提高整体叶轮粗加工的效率至关重要。定位五轴铣削加工，俗称3+2加工，是当前整体叶轮粗加工普遍采用的加工方法。该加工方法配合近些年发展成熟的大进给切削刀具，相比以前的五轴联动端铣粗加工方法，能够显著地提高了整体叶轮粗加工的效率。[0004]插铣加工是近十几年刚刚兴起的铣削加工技术，加工中刀具沿轴向做进给运动，利用底部切削刃进行加工。插铣加工与大进给层切加工相比，具有较小的径向力和更好的切削稳定性。一些插铣技术成功应用的文献报道表明，插铣加工能够提高加工效率50％，甚至1倍以上。然而，由于插铣加工工艺尚处在发展中，已经报道的插铣加工技术大多只是介绍了如何实现插铣，未能以提高加工效率为基础，深入探讨插铣工艺的具体编排方法，排除冗余刀具轨迹。由于大进给层切加工技术已经发展的非常成熟，而