开式整体叶盘四坐标高效开槽插铣工艺方法

整体叶盘的加工余量主要是在其通道开槽粗加工阶段去除的,提高通道开槽切削效率是实现叶盘高效加工的关键。根据开式整体叶盘通道的结构特点,提出了四坐标插铣开槽高效低成本粗加工方法。通过叶盘叶片偏置面的直纹包络面逼近,确定叶盘通道粗加工区域,给出了四坐标插铣刀位轨迹生成算法。该方法有效解决了直纹面逼近的曲面边界问题,并通过对叶片偏置面的直纹逼近从根本上避免了刀位轨迹计算时误差的产生。实验表明,与传统的侧铣开槽粗加工相比,采用四坐标插铣方式切削力可降低60%,粗加工效率可提高1倍以上。

开式整体叶盘四坐标侧铣开槽粗加工轨迹规划

为了提高开式整体叶盘的粗加工稳定性,在粗加工阶段,提出采用将自由曲面蜕变为直纹面的方式简化开式整体叶盘通道开槽加工的难度,实现稳定切削。讨论了直纹面逼近自由曲面的算法,提出了一种新的刀轴矢量计算方法,并基于直纹面给出了开式整体叶片通道四坐标侧铣粗加工数控编程方法,规划出了无干涉的刀位轨迹。实例验证表明,采用该方法可快速有效地实现开式整体叶盘的开槽粗加工,并可提高开式整体叶盘加工中的稳定性。

整体叶轮插铣粗加工算法

针对目前航空发动机整体叶轮高效开粗加工的需求,提出了一种新的基于最小二乘原则的整体叶轮插铣开粗算法,对其关键刀位确定及刀轨排布给出了较为详尽的计算与推导。基于参数辨识试验建立了插铣工艺的铣削力模型,比较了插铣算法与常规侧铣算法铣削力的差别。通过整体叶轮粗加工过程数字仿真及其在整体叶轮五轴数控工艺过程中的工程应用,验证了整套插铣工艺及算法的可行性和加工高效性。实验结果表明,与传统侧铣分层铣削相比,插铣开粗工艺过程中的径向铣削力减小50%以上,加工效率增加近一倍。

开式整体叶盘四坐标插铣开槽粗加工刀位轨迹规划

提出在开式整体叶盘的粗加工阶段,采用插铣加工代替传统的五轴数控加工点铣和侧铣,实现高效加工。提出将自由曲面蜕变为直纹面,将复杂自由曲面粗加工问题转化为简单的直纹面粗加工问题。这种方法的加工效卑比传统加工方法提高约60％以上。