[发明专利]一种窄流道整体叶轮粗开槽数控铣加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，具体是一种窄流道整体叶轮粗开槽数控铣加工方法。

背景技术

窄流道整体叶轮的粗开槽加工过程中，由于叶片部位流道区域空间狭窄，开敞性差，加工时采用的刀具直径小，刀杆相对长度较长，工艺性很差，使得窄流道整体叶轮的粗开槽加工难度极大。对于高温合金材料整体叶轮的粗开槽，采用电火花方法进行，但对于钛合金材料零件来说，由于材料不同，需要采用数控铣加工方法进行。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种窄流道整体叶轮粗开槽数控铣加工方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种窄流道整体叶轮粗开槽数控铣加工方法，包括如下步骤：

步骤1：根据零件的待加工部位的结构和尺寸，确定加工方案：采用大直径铣刀去除叶轮叶片进排气边边缘外侧部位的大余量，然后对叶片型面进行分段铣削；

步骤2：将叶片型面划分成若干切削区域；

步骤3：分析叶片尺寸，计算叶片型面加工可用的刀具直径并选择合适的铣刀；

步骤4：规划加工方法及加工路线；

首先采用U钻预开槽去除两叶片之间进排气边边缘部位余量，然后采用整硬端铣刀进行分段（按切削区域）插铣，最后采用端刀进行光整叶片；

步骤5：编制数控程序并进行仿真验证，若仿真过程中出现干涉或过切，则返回步骤2，重新将叶片型面划分切削区域；否则，继续执行步骤6；

步骤6：加工零件。

有益效果：

本发明在考虑叶片部位结构特点和尺寸、技术条件要求并保证加工系统刚性的情况，合理设置切削区域，选择整硬端铣刀，采用U钻预开槽进排气部位、四轴整硬端刀插铣和光整加工相结合的方法，成功解决了窄流道钛合金整体叶轮粗开槽数控铣加工难题。本发明提供的可行有效的窄流道整体叶轮粗开槽数控铣加工方法，易于实现，容易掌握，解决了窄流道钛合金整体叶轮粗开槽数控铣加工难题，同时也拓宽了整硬端铣刀的使用范围。

附图说明

图1为本发明的实施例1的待加工零件的去除大余量区域示意图；

图2为本发明的实施例1的待加工叶片的划分切削区域示意图；

图3为本发明的实施例1的窄流道整体叶轮粗开槽的插铣区域示意图；

图4为本发明的实施例1的窄流道整体叶轮粗开槽刀具轨迹示意图；

图5为本发明的实施例2的待加工叶片的划分切削区域示意图；

其中，1-玉米铣刀去除大余量区域，2-大型钛合金窄流道整体叶轮叶片的切削区域第一段，3-大型钛合金窄流道整体叶轮叶片的切削区域第二段，4-大型钛合金窄流道整体叶轮叶片的切削区域第三段，5-端刀插铣区域，6-U钻预开槽区域，7-中型钛合金窄流道整体叶轮叶片的切削区域第一段，8-中型钛合金窄流道整体叶轮叶片的切削区域第二段，9-中型钛合金窄流道整体叶轮叶片的切削区域第三段，10-中型钛合金窄流道整体叶轮叶片的切削区域第四段。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的两个实施例做详细说明。

实施例1

本实施例为某大型钛合金窄流道整体叶轮粗开槽工序加工试验，该大型钛合金整体叶轮直径尺寸约630mm，叶片数量为78片，叶片之间夹角为4.615o；叶片长度约41mm，宽度约38mm，粗开槽后相邻叶片间距离为11mm左右。

采用窄流道整体叶轮粗开槽数控铣加工方法对上述钛合金整体叶轮进行粗开槽数控铣加工的，包括如下步骤：

步骤1：根据零件的待加工部位的结构和尺寸，确定加工方案：采用大直径铣刀去除叶轮叶片进排气边边缘外侧的大余量，然后采用插铣方式对叶片型面进行分段铣削；

本实施例中，叶轮叶片之间夹角为4.615o；叶片长度约41mm，宽度约38mm，粗开槽后相邻叶片间距离为11mm左右，考虑到粗开槽前毛坯为环形锻件及加工时装夹方式，对进、排气边边缘外侧部位采用φ40玉米铣刀去除大余量，同时，考虑加工时叶片刚性，采用分段铣削的方法对叶片型面进行铣削加工；采用铣刀去除叶轮叶片进排气边边缘外侧的大余量的区域如图1所示，其中的1、2均为采用φ40玉米铣刀去除大余量的区域；

步骤2：将叶片型面划分成若干切削区域；

本实施例中，将叶片型面共划分3段切削区域，切削长度比为1：0.8：0.6（叶尖至叶根方向），如图2所示；

步骤3：分析叶片尺寸，计算叶片型面加工可用的刀具直径并选择合适的铣刀；