一种大直径三元叶轮的铣制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102107295A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102107295A(43)申请公布日2011.06.29(21)申请号200910248694.X(22)申请日2009.12.23(71)申请人沈阳鼓风机集团有限公司地址110869辽宁省沈阳市经济技术开发区开发大路16号甲申请人沈阳透平机械股份有限公司(72)发明人魏国家刘向东毕海波裴立群雍建华(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人白振宇(51)Int.Cl.B23C3/18(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图5页(54)发明名称一种大直径三元叶轮的铣制方法(57)摘要本发明涉及压缩机三元叶轮的制造方法，具体地说是一种大直径三元叶轮的铣制方法，步骤为将通过计算得出的大直径三元叶轮的叶型、轮毂数据生成数据文件输入到操作平台，定义叶片旋转方向、叶片数量、叶片圆角及叶片圆头方式，运用已有的操作平台进行三维实体造型，生成叶轮三元模型文件；将叶轮毛坯装夹在五轴数控加工中心的工作台上；使用三个直线轴联动，固定两个旋转轴，先铣短叶片槽体焊缝、焊接短叶片，真空消应力后再铣长叶片槽体焊缝，焊接长叶片的槽体焊缝及铣制焊缝。本发明缩短了叶轮的加工时间，与传统加工方法相比，可缩短2倍以上，在刀具成本上减少8倍，而且机床寿命大大增长。CN102795ACCNN110210729502107298A权利要求书1/1页1.一种大直径三元叶轮的铣制方法，其特征在于：包括下列步骤：a.将通过计算得出的大直径三元叶轮的叶型、轮毂数据生成数据文件输入到操作平台，定义叶片旋转方向、叶片数量、叶片圆角及叶片圆头方式，运用已有的操作平台进行三维实体造型，生成叶轮三元模型文件；b.将叶轮毛坯装夹在五轴数控加工中心的工作台上；c.将上述叶轮三元模型文件导入到已有的操作平台，针对叶轮的不同部位及叶片的扭曲角度，确定每个工序五轴数控加工中心的A、B两个旋转轴的角度，进而固定A、B两个旋转轴，要求X、Y、Z直线轴联动，分别对叶片槽的粗加工，叶片、轮毂及圆头的半精加工和精加工进行数控编程，得到粗加工、半精加工和精加工数控程序；d.将上述粗加工、半精加工和精加工数控程序上传到五轴数控加工中心，分别对叶片槽、叶片、轮毂及圆头进行加工操作。2.按权利要求1所述大直径三元叶轮的铣制方法，其特征在于：进行步骤d之前，还包括以下步骤：在操作平台上进行五轴数控加工中心模拟加工，检查叶轮毛坯与刀柄或毛坯与五轴数控加工中心的主轴头是否发生碰撞，刀具是否够长。3.按权利要求1或2所述大直径三元叶轮的铣制方法，其特征在于：所述步骤c中叶片槽的粗加工是根据相邻叶片之间槽的距离和叶片扭曲程度划分不同的加工区域，根据每一个区域所能加工到的最大范围来确定五轴数控加工中心A、B两个旋转轴的固定角度和所用刀具直径，在确定每个区域A、B两个旋转轴基础上，移动X、Y、Z直线轴进行粗加工；在叶片槽粗加工后，观察叶片余量是否均匀，有无残留毛坯的部位；如果没有残留毛坯部位，进入半精加工和精加工数控程序。4.按权利要求3所述大直径三元叶轮的铣制方法，其特征在于：如果有残留毛坯部位，则针对残留有毛坯的部位编制一个或多个去除残留毛坯的数控程序；返回观察叶片余量是否均匀，有无残留毛坯的部位步骤；接续进入半精加工和精加工数控程序。5.按权利要求3所述大直径三元叶轮的铣制方法，其特征在于：在粗加工时，采用切削参数为高转速、小切深、大进给的高速铣加工方法。6.按权利要求1或2所述大直径三元叶轮的铣制方法，其特征在于：所述步骤c中叶片、圆头及轮毂的半精加工和精加工是根据每一个区域所能加工到的最大范围来确定五轴数控加工中心A、B两个旋转轴的固定角度和所用刀具直径，在确定每个区域A、B两个旋转轴基础上，移动X、Y、Z直线轴进行半精加工和精加工。7.按权利要求5所述大直径三元叶轮的铣制方法，其特征在于：所述叶片的半精加工和精加工采用3D等距精加工法，圆头的半精加工和精加工采用3DISO加工方法，轮毂的半精加工和精加工采用3D投影精加工方法。2CCNN110210729502107298A说明书1/7页一种大直径三元叶轮的铣制方法技术领域[0001]本发明涉及压缩机三元叶轮的制造方法，具体地说是一种大直径三元叶轮的铣制方法。背景技术[0002]三元叶轮作为航空、机械、化工等行业的透平机械中的关键零件，应用越来越广泛，尤其在国内外风机企业中三元叶轮的加工技术提升的脚步从严没有停止过，三元的叶轮铣制技术更是引领五轴数控加工水平的不断提高。[0003]目前，三元叶轮铣加工的常规方法是使用高速钢刀具，在轮毂1上加工出叶片2，采用侧铣的方法粗加工，去除大部分余量，切削参数为小进给、大切深，如图1所示。在加工中，难