[发明专利]钛合金整体叶轮的数控加工方法及其配套工装夹具

权利要求书

1.钛合金整体叶轮的数控加工方法，其特征在于：按以下步骤进行：

S1.利用夹具将叶轮毛坯装夹并定位到普通三轴数控机床上；

S2.在普通三轴数控机床上将叶轮毛坯去除余料，选择D30*R5的刀具，三轴数控机床上的参数调整为主轴转速为1800-2300转/分钟，切削速度为1800-2300mm/分钟，切削深度为0.3-0.4mm，刀具行距为8-12mm；

S3.将去除余料的叶轮毛坯移到五轴数控机床上，并按照下述步骤进行加工：

第一步，粗加工叶轮毛坯，利用五轴联动数控机床“3+2”轴定角度加工的功能，对叶轮毛坯整体粗加工，采用刀具逐渐加长的方法进行加工；

第二步，精加工叶轮的叶片，在PowerMILL10.0编程软件中的策略选取器中选用叶片精加工策略进行加工，选择R6球头刀，五轴数控机床上的参数调整为主轴转速为5800-6200转/分钟，切削速度为2300-2700mm/分钟，切削深度为0.3-0.4mm，刀具行距为0.7-1.5mm，在精加工叶片时，叶片底部留出3-5刀；

第三步，叶片根部清角加工，加工策略是在叶片精加工及轮毂精加工策略的基础上进行修剪刀具路径得来，选择R6球头刀，五轴数控机床上的参数调整为主轴转速为900-1100转/分钟，切削速度为380-420mm/分钟，切削深度为0.05-0.15mm，刀具行距为0.2-0.5.mm；

第四步，精加工叶轮的轮毂，在PowerMILL10.0编程软件中的策略选取器中选用轮毂精加工策略进行加工，选择R6球头刀，五轴数控机床上的参数调整为主轴转速为7000-8000转/分钟，切削速度为2800-3300mm/分钟，切削深度为0.05-0.15mm，刀具行距为0.7-1.5mm；

S4.将S3加工完成的叶轮进行三坐标测量：

将S3步骤加工完成后带有叶轮的夹具从五轴数控机床工作台面上卸下，再把叶轮和夹具整体送转三坐标测量室测量，如果测量合格转下道工序S5进行叶轮夹具的拆卸，测量不合格转上道工序S3即返五轴联动加工进行维修；

S5.将测量合格的叶轮从夹具上拆卸，完成整个加工步骤。

2.根据权利要求1所述的钛合金整体叶轮的数控加工方法，其特征在于：在三轴数控开粗加工及五轴数控粗加工中，S1之前先在PowerMILL10.0编程软件中的策略选取器中选用偏置区域清除模型策略进行加工。

3.根据权利要求1所述的钛合金整体叶轮的数控加工方法，其特征在于：所述S3中第一步采用刀具逐渐加长的方法具体为，选择R6球头刀，当刀具伸出50-60mm时，五轴数控机床上的参数调整为主轴转速为1400-1600转/分钟，切削速度为700-800mm/分钟，切削深度为1.1-1.3mm，刀具行距3-3.5mm；

当刀具伸出70-75mm时，五轴数控机床上的参数调整为主轴转速为1200-1300转/分钟，切削速度为600-700mm/分钟，切削深度为1.0-1.1mm，刀具行距2.5-3mm；

当刀具伸出75-80mm时，五轴数控机床上的参数调整为主轴转速为1100-1200转/分钟，切削速度为600-700mm/分钟，切削深度为0.8-0.9mm，刀具行距2.5-3mm；最后得到余量为0.8mm的叶轮毛坯。

4.一种用于实施权利要求1钛合金整体叶轮的数控加工方法专用夹具，包括夹具底板、垂直于夹具底板且与夹具底板固定连接的固定机构，其特征在于：还包括起到连接作用的叶轮毛坯和定位键，所述夹具底板上设置有从侧边向中间开口的第一导向槽，所述定位键装设在第一导向槽内，所述叶轮毛坯上对应开设有宽度相同的第二导向槽，加工时与定位键配合，所述夹具底板上还开设有用于固定夹具底板的第一沉头孔和用于固定叶轮毛坯、夹具底板的第二沉头孔，所述叶轮毛坯的下部对应设置有螺纹孔，所述固定机构包括双头螺杆和螺母，所述双头螺杆穿过叶轮毛坯中部开设的通孔与夹具底板连接，所述夹具底板中间开设有螺纹连接孔，所述通孔与螺纹连接孔同心，所述夹具底板上还设置有找正基准孔。

5.根据权利要求4所述的专用夹具，其特征在于：所述夹具底板的板面为正方形或长方形，所述第一导向槽开设在每个侧边的中间，所述第一沉头孔位于靠近板面的拐角处，所述第二沉头孔位于两第一导向槽之间且靠近螺纹连接孔，所述找正基准孔位于第一沉头孔与第一导向槽之间且靠近夹具底板的一侧边。