[发明专利]一种闭式整体叶环型腔固定轴铣削的刀轴确定方法

说明书

本申请涉及一种闭式整体叶环型腔固定轴铣削的刀轴确定方法，所述的方法可以帮助工艺人员节省手动指定刀轴的步骤，快速完成数控程序的编制，且减少因手动指定的刀轴欠佳而带来的残留量过大、加工时间长等问题出现的可能性。本发明被广泛应用在铝合金、不锈钢、钛合金和高温合金闭式整体叶环中，实践证明该项技术是航空发动机整体叶环加工中的关键技术，在缩短闭式整体叶环编程耗时、提高加工效率方面效果显著，并且产生了较大的经济效益。

技术领域

本申请涉及数控铣削加工制造技术领域，一种闭式整体叶环型腔固定轴铣削的刀轴确定方法。

背景技术

叶盘类零件是航空航天发动机的核心部件，这类零件结构发展的趋势是采用带叶冠的闭式整体结构。采用闭式整体叶环后，发动机的气动性能和工作可靠性得到明显提高。然而，闭式整体叶环的流道狭窄并呈半封闭状态，叶盘的材料多为钛合金、高温合金等难切削材料，这就给制造技术提出了挑战。

目前，国内外广泛采用多轴数控铣削加工。闭式整体叶环是现代高推重比航空发动机采用的新结构，由于其具有结构复杂、开敞性差、叶片薄、加工变形控制难等工艺特征，进而加工难度大、加工效率低下，因此在粗加工开槽时常采用固定轴铣削的方法来增大切深进而提高开槽效率。而固定轴铣削时首先确定的就是固定刀轴的方向，固定轴的方向将会影响加工区域以及切削残留，进而会影响整体的加工效率。

目前尚无关于启动确定固定刀轴方向的高效便捷的方法，通常需要工艺人员根据个人经验手动指定固定刀轴方向，手动指定固定刀轴的方式不仅生产效率低且难以达到最佳固定刀轴。

为解决手动指定固定刀轴时生产效率低且难以获得最佳固定刀轴的问题，本发明提出一种闭式整体叶环型腔固定轴铣削最佳刀轴确定方法，通过确定型腔待加工区域、待加工内部区域均匀填充离散点并求填充离散点集的分布方向，最终实现自动推荐用于固定轴铣削最佳刀轴方向。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种闭式整体叶环型腔固定轴铣削的刀轴确定方法。

为了解决上述技术问题，本申请提供了闭式整体叶环型腔固定轴铣削的刀轴确定方法，所述的方法包括以下步骤，

(1)确定型腔待加工区域；

(2)在型腔待加工区域内部填充离散点；

(3)根据填充离散点确定最佳固定刀轴方向。

优选地，步骤(1)中，定义型腔待加工区域为广义长方体，从叶片前缘到叶片后缘的方向为长度方向，对应两个边界曲面定义为前缘侧边界曲面、后缘侧边界曲面；从围带到轮毂方向为深度方向，对应两个边界曲面定义为围带侧边界曲面、轮毂侧边界曲面；在一个流道内，绕叶盘旋转轴正向转动从流道的一侧到对侧为宽度方向，对应两个边界曲面定义为左侧边界曲面、右侧边界曲面，

所述的前缘侧边界曲面、后缘侧边界曲面、围带侧边界曲面、轮毂侧边界曲面、左侧边界曲面、右侧边界曲面构成一型腔待加工区域，

确定型腔待加工区域的步骤如下：

a.前缘最高点所对应的曲线定义为前缘极曲线，后缘最低点所在的曲线定义为后缘极曲线；两条极曲线绕整体叶环的旋转轴旋转得到的回转面分别为前缘侧边界曲面、后缘侧边界曲面；

b.分别求以下边界曲面的交线：左侧与轮毂侧、左侧与围带侧、右侧与轮毂侧、右侧与围带侧、前缘侧与轮毂侧、前缘侧与围带侧、后缘侧与轮毂侧、后缘侧与围带侧、左侧与前缘侧、左侧与后缘侧、右侧与前缘侧以及右侧与后缘侧，共12条交线；

c.由上一步12条交线及对应边界曲面确定的广义长方体为型腔加工区域。

优选地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：