[发明专利]叶片双向变余量铣削方法

摘要

本发明公开了一种叶片双向变余量铣削方法，用于解决现有叶片变余量铣削方法精度差的技术问题。技术方案是首先在三维建模软件UG中构建叶片三维模型，在叶片三维模型中将叶片两端面均向叶身方向偏置，得到的两个偏置面分别为叶根边界面和叶尖边界面，再利用截面线放样法确定驱动面，然后确定驱动面上加工路径，采用杠杆余量微调方法确定每条加工路径余量，最后按照已定的余量对叶片进行循环加工，提高了叶片加工的精度。该方法加工长度约为70mm的叶片时，其表面公差能够控制在0.06-0.1mm之内。

主权项

一叶片双向变余量铣削方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、在三维建模软件UG中构建叶片三维模型，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(2)和叶盆曲面(4)作为辅助面；步骤二、在构建的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根边界面(5)和叶尖边界面(6)；步骤三、利用叶根边界面(5)和叶尖边界面(6)裁剪叶背曲面(2)，得到在叶根边界面(5)和叶尖边界面(6)之间的叶背曲面(2)，提取叶背曲面(2)的等u参数线，分别利用叶背曲面(2)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第Ⅰ驱动面A和第Ⅱ驱动面B；利用叶根边界面(5)和叶尖边界面(6)裁剪叶盆曲面(4)，得到叶盆曲面(4)在叶根边界面(5)和叶尖边界面(6)之间的曲面叶盆曲面(4)，提取叶盆曲面(4)的等u参数线，分别利用叶盆曲面(4)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第Ⅲ驱动面C和第Ⅳ驱动面D，第Ⅰ驱动面A和第Ⅳ驱动曲面D在叶身中轴线沿v向同一侧；所述叶背曲面(2)的等u参数线数量为2N；所述叶盆曲面(4)的等u参数线数量为2N；步骤四、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d(u_s)，以最靠近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d(u_e)，在行间变化的基础上，加行杠杆余量微调，其单行起点余量d(v_s)，单行中点余量d(v_m)，单行终点余量d(v_e)；则仅由行间变化引起的第i条加工路径的切削行余量d(u_i)为$d\left(u_i\right)=d\left(u_s\right)+i\×\frac{d\left(u_e\right)-d\left(u_s\right)}{N-1}(i\∈[0,N-1\left]\right)$设每行起点参数P_is(u_i，v_s)，中点参数P_im(u_i，v_m)，终点参数P_ie(u_i，v_e)则在加行杠杆余量微调以后，每行各点由于余量微调产生的切削余量d(v_j)为$d\left(v_j\right)=\left\{\begin{array}{c}d\left(v_s\right)+\frac{v_j-v_s}{v_m-v_s}[d\left(v_m\right)-d\left(v_s\right)]v_j\∈[v_s,v_m]\\ d\left(v_m\right)+\frac{v_j-v_m}{v_e-v_m}[d\left(v_e\right)-d\left(v_m\right)]v_j\∈[v_m,v_e]\end{array}\right.$这样，在第i条路径的第j个参数点Pi_j的总切削余量d(ui，v_j)为：$d(u_i,v_j)=d\left(u_i\right)+d\left(v_j\right)=\left\{\begin{array}{c}d\left(u_s\right)+i\×\frac{d\left(u_e\right)-d\left(u_s\right)}{N-1}+d\left(v_s\right)+\frac{v_j-v_s}{v_m-v_s}[d\left(v_m\right)-d\left(v_s\right)](i\∈[0,N-1];v_j\∈[v_s,v_m\left]\right)\\ d\left(u_s\right)+i\×\frac{d\left(u_e\right)-d\left(u_s\right)}{N-1}+d\left(v_m\right)+\frac{v_j-v_m}{v_e-v_m}[d\left(v_e\right)-d\left(v_m\right)](i\∈[0,N-1];v_j\∈[v_m,v_e\left]\right)\end{array}\right.$步骤五、按照步骤四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：首先加工第Ⅰ驱动面A上第i条加工路径，之后加工第Ⅳ驱动面D上第i条加工路径，再加工第Ⅲ驱动面C上第i条加工路径，最后加工第Ⅱ驱动面B上第i条加工路径，完成一个加工循环。