[发明专利]一种铝合金叶轮专用五轴铣削加工工艺

说明书

本发明涉及一种铝合金叶轮专用五轴铣削加工工艺,具体操作步骤如下：（1）建模型；（2）选刀具；（3）设定加工参数；（4）铣削辅助螺旋面；（5）粗加工；（6）精加工。本发明采用CNC程序和CAM程序叠加使用能直观、精准建模，提高工作效率和精度，采用多角度的五轴铣削设计能有效提高金属去除率，确保工件表面的光滑度，三维立体设计和工艺参设的设定确保全方位的铣削，缩短铣削时间，提高合格率，提高综合经济效益。

技术领域

本发明具体涉及一种铝合金叶轮专用五轴铣削加工工艺。

背景技术

用于处理零件的传统机床是手动操作的，因此零件的精密度取决于操作者的技能和专长。为了减小操作者的作用，发展了计算机数控(下称“CNC”)机床。CNC机床包括计算机，操作者仅需要将用于根据要求切削零件的指令程序输入计算机，将所需的工具加载到机床，剩余的工作由计算机自动地进行。典型的CNC机床支持沿两个轴或三个轴的平移。技术上的新进展已经引起五轴CNC机床的发展。

但是现有的加工工艺在平面是铣削的效果较好，但是对于曲面设计的铣削效果不是很理想，且刀具的选择具有一定的差异性，降低加工的效率和精度，所以需要进行改进。

发明内容

本发明的目的在于一种铝合金叶轮专用五轴铣削加工工艺，以解决现有的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝合金叶轮专用五轴铣削加工工艺,具体操作步骤如下：

（1）根据铝合金叶轮固定在五轴铣削加工台上，并通过CNC程序、CAM程序设计出适用于此的精准模型，数值计算精准模型数学表达式，通过贝塞尔曲面拟合曲面，曲面所有权因子取W=1，采用3阶方程拟合建立虚拟辅助螺旋面；

（2）根据铝合金材质的特性和叶轮形状选择合理的刀具，其中五轴有三根普通的直线轴和两根旋转轴，两根旋转轴均分布在刀具上、或两根旋转轴均分布在工作台上、或一根旋转轴分布在刀具上、一根旋转轴分布在工作台上；

（3）确定最优加工工艺参数，以叶轮中心孔为加工定位点，通过辅助螺旋面进行三维立体参数设定，锥体角度=叶轮齿槽最大角度-最小角度；

（4）通过五轴联动铣削加工叶轮，从中心点往侧边、从上往下进行铣削，是采用合理的铣刀高速分层铣削齿槽中的辅助螺旋面，刀具底面中心点作为加工点，从而得到刀位文件；

（5）通过五轴联动高速往复铣削粗加工叶轮表面及其齿面，表面以3D模型轴心为中心点，齿面法向矢量向齿槽内偏置一个精加工余量的面作为偏置面，采用高速往复铣削模式铣削此偏置面，保留均匀的精加工余量，刀具球面相切处作为加工点，从而得到相应的齿面刀位文件；

（6）五轴联动高速往复铣削精加工叶轮表面及其齿面，去除齿面的精加工余量，采用高速反复铣削螺旋齿面的模式，进行高速往复精加工铣削，刀具球面相切处作为加工点，从而得到相应的齿面刀位文件。

优选的，上述步骤（5）粗加工中刀具选择Tinox-Cut波刃立铣刀或Tinox-Cut波刃锥度圆鼻铣刀或Tinox-Cut波刃锥度球头铣刀中的一种或多种；步骤（6）精加工中刀具选择锥度球头铣刀或环形段落铣刀。

优选的，上述步骤（5）和（6）中，铣削加工的刀具转速为7000-8000r/min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用CNC程序和CAM程序叠加使用能直观、精准建模，提高工作效率和精度，采用多角度的五轴铣削设计能有效提高金属去除率，确保工件表面的光滑度，三维立体设计和工艺参设的设定确保全方位的铣削，缩短铣削时间，提高合格率，提高综合经济效益。

具体实施方式