[发明专利]一种叶轮的高速铣粗加工方法

说明书

本发明公开了一种叶轮的高速铣粗加工方法，包括以下步骤：模型分析‑刀具选择‑编程模型设计‑程序轨迹规划‑参数收集调整；该方法通过设计一种全新的锥度铣刀配合现有的CAM软件中的高速摆线铣，可以使叶轮的空间狭窄区域使用高速摆线铣进行加工，解决了现有使用球头铣刀分层加工产生的大量刀具消耗及加工时间，也解决了普通铣刀进行摆线加工无法进入狭窄区域的难题。

技术领域

本发明涉及叶轮叶盘加工技术领域，特别涉及一种叶轮的高速铣粗加工方法。

背景技术

在透平机械及航空航天领域，压缩机离心叶轮及整体叶盘越来越普及，行业发展在推进压缩机的成本及效率，如何快速生产高质量的产品是业内人员值得深思的技术问题；目前离心叶轮的加工方案目前有很多种，比如球头铣刀分层粗加工技术，插铣加工技术，电解加工技术等；但是现有的技术方案都无法对狭窄区域进行加工，且刀具消耗量大工作效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种叶轮的高速铣粗加工方法，以解决现有技术中无法对狭窄区域进行加工，且刀具消耗量大工作效率较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种叶轮的高速铣粗加工方法，包括以下步骤：

步骤1：模型分析：分析叶轮模型以确定叶轮的直径尺寸大小、叶片类型、叶片数量、测量出两叶片之间的最小距离和最大开口距离，再测量叶片的最大高度，通过确定叶轮特征的参数，对叶轮的粗加工开槽区域划分为宽阔区域和狭窄区域；

步骤2：刀具选择：通过划分粗加工开槽区域，以选择不同直径的切削刀具；

步骤3：编程模型设计：把刀具选择完成后，需要对加工程序轨迹进行合理的设计，在进行粗加工时，不能使用分层铣的加工模式，需要编写定轴形式的摆线铣或者高速铣；

步骤4：程序轨迹规划：在粗加工时，需要绘制辅助曲面对加工区域进行拆分，实现编写粗加工程序轨迹规划；

步骤5：参数收集调整：对优化后的加工程序进行试切试验，根据机床反馈的震动幅度，对参数进行调整，以达到稳定切削的目的。

进一步地，所述步骤1中对叶轮的粗加工开槽区域进行合理的划分规则为：刀具的安装悬伸长度小于刀具直径4倍的可以加工的区域为宽阔区域；宽阔区域以外的区域为狭窄区域，针对于各区域选择安装悬伸长度小于4倍径的刀具。

进一步地，所述步骤2中对于宽阔区域使用圆角铣刀，对狭窄区域用锥度圆角铣刀。

进一步地，所述步骤4中NX软件的定轴摆线铣在程序编制时，不能直接使用叶轮的模型进行直接编程，需要对模型作一些辅助的曲面进行区域划分，在NX软件中使用的摆线铣粗加工命令ADAPTIVE_MILLING，可以直接选择部件和毛坯，输入切削参数后直接生成加工程序；

进一步地，所述步骤5中根据每台五轴加工设备的工作状态不同，每台五轴设备的主轴功率，直线轴功率，旋转轴功率不同，主轴的刀柄大小和叶轮的加持刚性不同，切削参数需要动态调整，切削参数应该为建议参数，机床试切加工时收集机床震动等信息，再进行调整，固化，形成一个稳定的加工参数。

与现有技术相比，本发明产生了以下有益效果：本发明的一种叶轮的高速铣粗加工方法，该方法通过设计一种全新的锥度铣刀配合现有的CAM软件中的高速摆线铣，可以使叶轮的空间狭窄区域使用高速摆线铣进行加工，解决了现有使用球头铣刀分层加工产生的大量刀具消耗及加工时间，也解决了普通铣刀进行摆线加工无法进入狭窄区域的难题。

附图说明

图1为叶轮的结构示意图；

图2为自由曲面叶轮的示意图；

图3为直纹曲面叶轮的示意图；

图4为本发明的叶轮粗加工区域划分图；