[发明专利]一种面向叶片旋铣工艺的数控编程方法及装置

说明书

本公开提供了一种面向叶片旋铣工艺的数控编程方法及装置。其中，面向叶片旋铣工艺的数控编程方法包括：构建叶片三维模型；制定叶片旋铣加工方案；划分叶片加工区域；获取刀触点文件：选取球头铣加工方式，设置铣削参数，确定铣刀在叶片加工区域上的走刀方向，生成划分后加工区域的刀触点数据；构造旋铣刀轨：根据划分后加工区域的刀触点数据按顺序构造出旋铣方案的刀触点数据；生成加工程序：结合旋铣包络原理，利用刀触点数据生成环形刀盘的刀位点数据，进而生成旋铣的加工程序。其提高了旋风铣削工艺条件下刀轨计算的准确度和编程效率。

技术领域

本公开属于数控加工领域，尤其涉及一种面向叶片旋铣工艺的数控编程方法及装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

叶片类零件广泛存在于航空发动机、涡轮机、压缩机、风机、推进器等机电设备中，在诸多工业领域中发挥着重要作用。叶片的高效率、高质量、低成本制造对于国民经济和社会发展具有重要的意义。

叶片的叶身曲面常用的数控加工方法主要有：(1)球头铣刀端铣法，也称为点铣法，即用球头铣刀逐步包络加工出曲面；(2)侧铣法，即利用圆柱、圆锥状铣刀的侧刃铣削叶片曲面；(3)非球头刀端铣法，即利用平底端铣刀、圆环面端铣刀等的端部铣削工件。由于叶片曲面复杂，刀具轨迹数据的计算(刀轨生成)极其繁琐，工作量大，所以通常需要专门的数控编程软件或者利用商业CAD/CAM软件。

发明专利“一种加工汽轮机动叶片叶身曲面的方法”(CN201510791273.7)中提出了采用旋风铣削(旋铣)工艺包络加工叶身片曲面的方法。该方法采用特殊的刀具(若干把带圆弧切削刃的机夹刀具安装在环形刀盘上)，利用C、X、Z三轴联动的数控铣床包络铣削出叶片外形轮廓。发明人发现采用这种方法时，刀轨计算也非常繁琐，无法直接利用现有商业CAM软件(如Ug、Creo、MasterCam等)进行数控编程，目前只能采用手工编程，即借用计算器、计算机等通用计算工具人工进行刀具轨迹的计算以及数控加工程序的编制。由于叶片多为自由曲面，刀具轨迹数据计算相当繁琐，工作量大，手工编程效率低，容易出错，而且很难校对，有些甚至根本无法完成。

发明内容

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种面向叶片旋铣工艺的数控编程方法，其提高了旋风铣削工艺条件下刀轨计算的准确度和编程效率。

本公开的一种面向叶片旋铣工艺的数控编程方法，包括：

构建叶片三维模型；

制定叶片旋铣加工方案；

划分叶片加工区域；

获取刀触点文件：选取球头铣加工方式，设置铣削参数，确定铣刀在叶片加工区域上的走刀方向，生成划分后加工区域的刀触点数据；

构造旋铣刀轨：根据划分后加工区域的刀触点数据按顺序构造出旋铣方案的刀触点数据；

生成加工程序：结合旋铣包络原理，利用刀触点数据生成环形刀盘的刀位点数据，进而生成旋铣的加工程序。

在一个或多个实施例中，所述叶片旋铣加工方案包括确定旋风铣刀的回转半径、刀尖圆弧半径、刀片数量、切削参数以及走刀方案。

在一个或多个实施例中，根据叶片的三维模型确定旋风铣刀的回转半径、刀尖圆弧半径和刀片数量；

按照加工要求确定切削参数；

根据旋风铣削的铣刀与叶片在铣削过程中的相对运动关系确定走刀方案。

在一个或多个实施例中，在划分叶片加工区域的过程中，按照叶片的叶面、叶背及两部分之间的叶缘将加工区域划分为四部分。