[发明专利]一种整体式钛合金压气叶轮的空间定轴铣削加工方法

说明书

本发明公开了一种整体式钛合金压气叶轮的空间定轴铣削加工方法，包括以下步骤：步骤一，叶轮开粗，1)建模，确定相邻叶片间的型腔结构并建模，2)划分区域，将叶轮毛坯划分为多个区域，3)定向编程，首先确定出一个适合单个区域铣削的刀轴方向，然后将确定的刀轴方向固定，在这个方向上编程出适合该区域的走刀路径，最后完成该区域的毛坯铣削模拟并处理出适合机床加工的实际程序，对每个区域进行重复，完成叶轮的整体开粗；步骤二，精铣叶片；步骤三，精铣流道。

技术领域

本发明属于整体式钛合金压气叶轮技术领域，涉及一种整体式钛合金压气叶轮的空间定轴铣削加工方法。

背景技术

近年来，随着蒸汽压缩机产品需求的日益增加，如何提高产品生产效率成为当前迫切需要解决的难题。

现有的整体式钛合金压气叶轮铣削工作主要分为叶轮开粗、精铣叶片、精铣流道这三步，这三步采用的都是五轴联动加工，加工时，刀轴随叶轮子午或流道型线连续摆动，并且根据相邻叶片间距大小在不同的区域选用合适大小的刀具从而完成叶轮的整体铣削。采用上述方法有以下缺点：1.进给参数低，现有的五轴联动加工中，刀轴沿叶轮子午或流道曲线在空间上连续摆动，摆动过程中，零件待去除的瞬时余量时刻给于机床主轴转轴一个空间上的反向作用力，进给参数越大，该反向作用力越大，而机床转轴所允许的安全负荷有限，因此在加工过程中，受加工方式的局限性影响，特别是叶轮开粗时的进给参数无法得到有效的提高，从而造成加工效率低下的生产情况；2.刀具成本高，五轴联动所用刀具受空间刀轴连续往复摆动影响，其底部刀刃必须过中心，针对所加工的叶轮材料为钛合金这一点，在以往的加工过程中，选用的符合要求的刀具为整体式硬质合金铣刀，这种铣刀价格昂贵，随着整体式钛合金叶轮轮径的增大，完成叶轮铣削所消耗的刀具越来越多，刀具成本居高不下。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种整体式钛合金压气叶轮的空间定轴铣削加工方法。

本发明的目的是这样实现的：一种整体式钛合金压气叶轮的空间定轴铣削加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，叶轮开粗，

1)建模，确定相邻叶片间的型腔结构并建模，

2)划分区域，根据叶片开口的宽度和深度将叶轮毛坯分为上层面和下层面，并将上层面和下层面均以分流短叶片为分界划分为若干个区域，其中，上层面的区域和与其对应的下层面区域之间的分界面为平面，

3)定向编程，刀轴方向以垂直于上层面区域和与其对应的下层面区域之间的分界面进行定向，然后将确定的刀轴方向固定，并在这个方向上编程出适合待加工区域的走刀路径，最后完成待加工区域的毛坯铣削模拟并处理出适合机床加工的实际程序，

4)对上层面和下层面的每个区域重复进行定向编程，完成叶轮的整体开粗；

步骤二，精铣叶片；

步骤三，精铣流道。

优选地，步骤一中，将叶轮毛坯的上层面和下层面均划分为两个区域。

优选地，步骤一中，叶轮开粗时采用可转位铣刀。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明整体式钛合金压气叶轮的空间定轴铣削加工方法，通过对复杂曲面实体余量的区域划分，将叶轮待加工的余量转化为了简单规则的空间定向的平面加工，从根本上摆脱了五轴联动在叶轮开粗这一领域对生产的局限性，有效的提高了的生产效率；更进一步的，在本发明整体式钛合金压气叶轮的空间定轴铣削加工方法中避免了使用五轴联动所用刀具，扩大了刀具的选用范围，降低了刀具成本。

附图说明

图1是现有技术的加工示意图；

图2是本发明的加工示意图；

图3是本发明中建模的示意图；