一种整体叶盘流道复合加工的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101966604A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101966604A(43)申请公布日2011.02.09(21)申请号201010252587.7(22)申请日2010.08.13(71)申请人沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司地址110043辽宁省沈阳市大东区东塔街6号(72)发明人张森棠李冬梅赵恒吴志新(74)专利代理机构沈阳东大专利代理有限公司21109代理人刘晓岚(51)Int.Cl.B23C3/00(2006.01)B23C3/16(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种整体叶盘流道复合加工的方法(57)摘要本发明属于航空发动机技术领域，公开了一种整体叶盘流道复合加工的方法，该方法基于区域特征选择适应性加工策略的数控加工方法，具体步骤包括：(1)加工区域划分；(2)基于区域特征选择适应性数控加工策略。该方法采用摆线铣削、钻铣和插铣复合的粗开槽数控加工方法，利用中弧面逼近叶型曲面，进而确定通道粗加工区域的边界轮廓和最佳刀轴矢量。本发明的有益效果是：分区域、变切深的加工方法，增强了叶片刚性和加工稳定性；摆线铣、插铣复合的工艺方法，提高了刀具的耐用度和材料去除率；有效地避免了粗加工过程中的振动现象、降低了切削力和最大限度地拓展了刀具运动空间，提高了加工效率。CN10964ACN101966604A权利要求书1/2页1.一种整体叶盘流道复合加工的方法，其特征在于基于整体叶盘流道的区域特征选择适应性的数控加工策略，具体加工方法包括加工区域划分、基于区域特征选择适应性数控加工策略两个基本步骤：步骤一：加工区域划分叶盘流道区域是指由轮毂面、叶片的叶背与相邻叶片的叶盆组成的半封闭区域，根据叶盘流道区域的结构特点，划分为三个区域：左侧三角区域、右侧三角区域和中间流道区域，中间流道区域又划分为内半部区域和外半部区域，具体确定方法和工艺参数如下；(1)刀具直径D＝叶型间距×系数，系数为1.5～2.5；(2)叶型安全距离＝加工余量+安全裕度，安全裕度为0.2～0.3mm；(3)叶型安全间隙：根据加工余量确定，大于或等于加工余量；(4)确定三角区域：利用CAD模型，在垂直投影面上，1)确定相邻叶片的叶背和叶盆的最边缘投影轮廓线；2)根据粗开流道加工余量，对最边缘轮廓线区域进行偏置1～1.5mm；3)建立两相邻叶片间的中分面，在中分面基础上建立中分直纹面，确定中分直纹面的投影线；4)以中分直纹面投影线上的一点为圆心，以刀具直径D为直径，在垂直投影面上画圆弧，使圆弧分别与叶片的叶背和相邻叶片的叶盘的投影轮廓线相切，由此形成的圆弧区域即为三角区域在垂直投影面上的投影区域；(5)确定中间流道区域：左、右侧三角区域之外的剩下的叶片流道区域为中间流道区域，中间流道区域又分成内半部区域和外半部区域；步骤二：基于区域特征选择适应性数控加工策略：(1)三角区域加工选取工艺参数如下：1)刀具直径D＝叶型间距X系数，系数为1.5～2.5，刀具直径D计算出后要取整数，小数点后的数值舍去；2)刀轴矢量方向：利用CAD模型建立两叶片间的中分面，在中分面基础上建立中分直纹面，中分直纹面的母线矢量方向即为刀轴矢量方向，即刀轴控制运动方向；3)加工步距≤D/6；4)切削深度＝叶片长度-加工余量；5)加工方式：固定轴钻、插铣方式；(2)中间流道外半部区域加工选取工艺参数如下：1)刀轴矢量方向：中分直纹面上的母线矢量方向既是刀轴矢量方向，即刀轴控制运动方向；2)刀具直径D＝切削宽度-摆宽，摆宽要大于2mm；3)加工深度≤3D；4)切削宽度＝叶型间距-2×加工余量；5)步距＝摆宽；6)加工方式：固定轴摆线铣削方式；2CN101966604A权利要求书2/2页(3)中间流道内半部区域加工选取工艺参数如下：1)刀轴矢量方向：中分直纹面上的母线矢量方向就是刀轴矢量方向，即刀轴控制运动方向；2)刀具悬深长度＝3)刀具直径D＝叶型最小间距-2*加工余量-扭转间隙，扭转间隙为0.5～1.5mm；4)步距＝刀具直径D/6；5)加工深度＝(1～1.3)D；6)加工方式：固定轴插铣方式，采用两排刀轨交错插铣加工。3CN101966604A说明书1/5页一种整体叶盘流道复合加工的方法技术领域[0001]本发明属于航空发动机技术领域，是一种基于区域特征选择适应性加工策略的数控加工方法，可用于整体叶盘、叶轮类等工业产品加工，特别涉及一种整体叶盘流道复合加工的方法。背景技术[0002]整体叶盘类零件从锻造毛坯到最终零件的加工成形，需要去除大量的多余材料。整体叶盘流道区域由空间自由曲面构成，且流道区域容刀空间狭窄、叶片刚性差，以往整体叶盘采用了满刀刃槽铣加工的常规方法，刀具磨损严重，加工条件差，铣削深度(Ap)最多不