[发明专利]一种用五轴数控加工中心加工叶片的方法

说明书

本发明涉及到精密铸造叶片的加工领域，特别是一种用五轴数控加工中心加工叶片的方法。根据叶片榫头的几何特征，设计一款专用夹具实现叶片的夹紧与固定，可以通过一次装夹就能够实现叶片上待加工表面的精密加工。在数控编程过程中，在叶片待加工表面建立一个辅助导动面，将待加工表面完全包裹，使用加工软件的曲面投影加工功能成加工路径。批量生产时，考虑到叶片的每个个体之间的几何尺寸存在差异，并且在叶片装夹过程中存在装夹误差的等因素的影响，在叶片装夹完毕后，使用测量头对待加工叶片表面实际位置进行采集，变换加工路径，保证叶片的加工质量。加工完成后，再用测量头测量叶片表面，保证叶片的加工精度满足要求。

技术领域：

本发明涉及到精密铸造叶片的加工领域，特别是一种用五轴数控加工中心加工叶片的方法，适用于具有复杂的空间曲面结构、刚性差、精度要求高且难加工的金属材料的精密加工。

背景技术：

根据不同工况的设计要求，精密铸造叶片结构较为复杂，一般都具有壁薄、刚性差和精度要求高等特点，加工工艺性差，在切削力、夹紧力和切削热等因素的影响下，易发生加工变形。因此，控制加工变形是保证叶片加工质量的关键。通过使用高精度五轴数控加工中心、改进叶片毛坯结构的工艺性、改进装夹方案、优选刀具、修正刀具轨迹、调整切削参数等方面入手，提高叶片的加工精度，保证叶片的加工质量。传统的叶片加工方式是采用三轴数控加工中心加工叶片，这种方法适用于加工相对简单的叶片，先铣削叶片的一面，然后翻面装夹，再铣另一面，此方法需要多次翻面，生产效率和加工精度都比较低；而使用配有A轴的四轴数控加工中心，无需手动翻面，效率有所提高，但对于具有复杂曲面结构的叶片，加工精度仍有待提高。因此，使用具有较高加工精度的五轴数控加工中心，并选用为其设计的专用夹具，对叶片进行五轴联动的数控加工，在保证叶片加工精度的同时还可以提高加工效率。

发明内容：

本发明的主要目的是提供一种用五轴数控加工中心加工叶片的方法，根据叶片榫头的几何特征，设计一款专用夹具实现叶片的夹紧与固定，可以通过一次装夹就能够实现叶片上待加工表面的精密加工。

本发明的技术方案是：

一种用五轴数控加工中心加工叶片的方法，加工时，将叶片的榫头安装在叶片专用夹具的配合槽内，叶片榫头的一面与专用夹具上穿过快速定位螺孔的限位螺钉相贴合，并用压紧螺钉穿过压紧螺孔对榫头部位进行压紧和固定。

所述的用五轴数控加工中心加工叶片的方法，叶片专用夹具包括法兰盘、压紧螺孔、配合槽、快速定位螺孔、沉头孔，具体结构如下：法兰盘为圆台面与台阶面上下同轴一体组合结构，台阶面上沿圆周方向均匀开设沉头孔，圆台面上设有与叶片榫头对应并插装配合的配合槽，配合槽的一个侧面开设压紧螺孔，配合槽的另一个侧面开设快速定位螺孔。

所述的用五轴数控加工中心加工叶片的方法，叶片专用夹具的配合槽是根据叶片榫头的几何特征进行设计的，加工时，采用线切割的加工方法加工而成，加工后再用细砂纸去除掉表面的氧化层，露出金属光泽的表面，配合槽与叶片榫头之间是间隙配合，便于叶片在进行批量生产时的快速安装。

所述的用五轴数控加工中心加工叶片的方法，叶片通过叶片专用夹具实现叶片与机床的工作台安装与固定，工作台上设置叶片专用夹具，工作台上沿圆周方向均匀开设T型槽，每个T型槽内设有T型螺母，叶片专用夹具的台阶面上沉头孔与T型槽内的T型螺母一一对应，紧固螺栓穿过沉头孔与T型螺母连接，使叶片专用夹具固定于工作台；限位螺钉穿过配合槽另一侧的快速定位螺孔，榫头的一面与快速定位螺孔贴合，叶片通过榫头插装于叶片专用夹具的圆台面上配合槽，压紧螺钉穿过配合槽一侧的压紧螺孔对榫头部位进行压紧和固定。

所述的用五轴数控加工中心加工叶片的方法，具体过程如下：

(1)叶片专用夹具方面