[发明专利]整体叶盘盘铣开槽加工方法

说明书

本发明公开了一种整体叶盘盘铣开槽加工方法，用于解决现有整体叶盘开槽加工方法实用性差的技术问题。技术方案是首先设置插铣和侧铣的加工余量，再在UG中画同盘铣刀和整体叶盘的三维模型，选取叶盆面和叶背面，规划盘铣可加工宽度，选取轮毂面和外圆面，规划盘铣可加工深度，生成盘铣可加工区域，设置切削参数，生成刀位轨迹，实现盘铣开槽加工。本发明在规划盘铣可加工区域时，充分考虑盘铣加工给后道工序可能带来的影响，同时规划出插铣和侧铣的加工余量，从而规划出合理可行的盘铣可加工区域，实用性好，同时可使整体叶盘加工的安全性提高95％以上。

技术领域

本发明属于航空发动机整体叶盘机械加工领域，特别涉及一种整体叶盘盘铣开槽加工方法。

背景技术

参照图8。文献“授权公告号是CN103586518B中国发明专利”公开了一种开式整体叶盘开槽加工方法。该方法首先对开式整体叶盘通道开槽区域进行规划，求取叶片干涉控制线，通道开槽临界线求解，获取通道开槽可达加工域，刀位轨迹的规划，盘铣刀几何参数选取，实现通道开槽盘铣。

盘铣作为整体叶盘开槽加工的第一道工序实现大余量切除，之后插铣用于扩槽加工，进一步形成通道的曲面，最后侧铣用于除棱清根。该方法虽然能实现整体叶盘盘铣通道的开槽加工，但由于没有考虑后序工序插铣和侧铣的加工余量优化及加工区域优化问题，规划出的盘铣可加工区域显然是不合理的。充分考虑盘铣对插铣和侧铣加工带来的影响，从而规划出合理的盘铣可加工区域是盘铣开槽加工工艺方法中首要解决的问题。

整体叶盘是高推重比、高性能发动机的核心部件，也是航空航天、国防、能源、动力等领域重大装备实现减重、增效和改善性能的关键零件。但由于其结构复杂、通道窄、开敞性差等，使其制造技术属于国际性难题。目前，国内在整体叶盘开槽加工方面普遍采用并依赖进口的通用五坐标机床插铣加工，难以满足整体叶盘零件的高效低成本制造要求。尤其在其粗加工阶段，加工过程使用的刀具规格多且刀具磨损严重，导致加工周期长、效率低，成本居高不下。国外新研整体叶盘加工工艺与装备技术对我国实行严密技术封锁。为打破国外对该技术的封锁，实现我国航空发动机技术进步和自主创新，国内相关高校和科研院所相继展开整体叶盘数控铣削加工工艺及装备技术方面的研究，开发出整体叶盘复合铣工艺及装备，即首先利用盘铣进行大余量切除，之后用插铣进行扩槽加工，最后用侧铣进行除棱清根。该工艺首次将盘铣应用于整体叶盘的开槽粗加工，可将整体叶盘的开槽加工效率提高3-4倍。盘铣首次应用于整体叶盘的开槽加工，合理的盘铣开槽加工工艺方法对整体叶盘加工效率的提高起着重要作用。

发明内容

为了克服现有整体叶盘开槽加工方法实用性差的不足，本发明提供一种整体叶盘盘铣开槽加工方法。该方法首先设置插铣和侧铣的加工余量，再在UG中画同盘铣刀和整体叶盘的三维模型，选取叶盆面和叶背面，规划盘铣可加工宽度，选取轮毂面和外圆面，规划盘铣可加工深度，生成盘铣可加工区域，设置切削参数，生成刀位轨迹，实现盘铣开槽加工。本发明在规划盘铣可加工区域时，充分考虑盘铣加工给后道工序可能带来的影响，同时规划出插铣和侧铣的加工余量，从而规划出合理可行的盘铣可加工区域，实用性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种整体叶盘盘铣开槽加工方法，其特点是包括以下步骤：

步骤一、根据整体叶盘6的通道11扭曲程度设置插铣和侧铣工序最小加工余量，插铣的加工余量为2～2.5mm,侧铣的加工余量为1～1.5mm。

步骤二、给合步骤一设置的插铣和侧铣加工余量，将待加工的整体叶盘6和选用的盘铣刀在UG软件中构造出三维模型。其中整体叶盘6三维模型的尺寸保留插铣和侧铣加工余量的尺寸。

步骤三、在UG软件中，选择叶盆面8和叶背面7，由整体叶盘盘铣开槽软件在UG软件后台直接计算出通道11的可加工宽度。

步骤四、在UG软件中，选择外圆面9和轮毂面10，由整体叶盘盘铣开槽软件在UG软件后台直接计算出通道11的可加工深度。