[发明专利]一种难加工材料薄壁叶片行间变余量精密铣削加工方法

摘要

本发明提出一种难加工材料薄壁叶片行间变余量精密铣削加工方法，通过叶根边界面和叶尖边界面裁剪叶背曲面和叶盆曲面，得到四张驱动曲面，以驱动曲面上等u参数线作为加工路径，并分别设置每条加工路径的切削行余量，最后循环完成四张驱动面上的加工。本发明有利于提高叶片的截面位置度，有利于提高叶片的表面轮廓度，有利于减小叶片的扭转变形，与传统的纵向固定余量切削和螺旋铣削方法相比较，本发明可解决加工过程中扭转变形大、轮廓精度差、截面位置度误差不易控制等技术问题，实现了难加工材料薄壁叶片高效精密数控加工。

主权项

一种难加工材料薄壁叶片行间变余量精密铣削加工方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：根据叶片设计数据，在三维建模软件中构建叶片的三维模型；并且根据叶背、叶盆截面线数据，采用截面线放样法构造叶背曲面和叶盆曲面作为辅助面；步骤2：在叶片三维模型中将叶片两端面均向叶身方向偏置，偏置距离保证加工时刀具不与叶片端面发生干涉，得到的两个偏置面分别为叶尖边界面和叶根边界面；步骤3：利用叶根边界面和叶尖边界面裁剪叶背曲面，得到叶背曲面在叶根边界面和叶尖边界面之间的曲面Syb，提取曲面Syb的等u参数线，曲面Syb的等u参数线数量为2N，分别利用曲面Syb等u参数线中沿u向的前N条参数线和后N条参数线通过截面线放样法构造驱动曲面Ⅰ和Ⅱ；利用叶根边界面和叶尖边界面裁剪叶盆曲面，得到叶盆曲面在叶根边界面和叶尖边界面之间的曲面Syp，提取曲面Syp的等u参数线，曲面Syp的等u参数线数量为2N，分别利用曲面Syp等u参数线中沿u向的前N条参数线和后N条参数线通过截面线放样法构造驱动曲面Ⅲ和Ⅳ，驱动曲面Ⅰ和驱动曲面Ⅳ在叶身中轴线沿v向同一侧；步骤4：将每个驱动曲面上的N条等u参数线作为该驱动曲面的加工路径；采用如下方法确定每个驱动曲面上每条加工路径的切削加工余量：以最靠近叶片边缘的一条加工路径为第0条加工路径，其切削行余量作为起始余量ds，以最靠经叶片中轴线的一条加工路径为第N‑1条加工路径，其切削行余量作为终止余量de，则中间第i条加工路径的切削行余量di为： d i = d s + i × d e - d s N - 1 , ( i ∈ [ 0 , N - 1 ] ) 步骤5：按照步骤4确定的各个驱动曲面上各条加工路径的切削加工余量对叶片进行切削加工，从第0条加工路径依次加工至第N‑1条加工路径，其中加工第i条加工路径时各个驱动曲面切削加工顺序为：首先加工驱动曲面Ⅰ上第i条加工路径，之后加工驱动曲面Ⅳ上第i条加工路径，再加工驱动曲面Ⅲ上第i条加工路径， 最后加工驱动曲面Ⅱ上第i条加工路径，完成一个加工循环。