开式整体叶盘鼓形刀叶片精加工刀路规划研究

整体叶盘叶片精加工是决定整体叶盘质量的重要因素。针对开式整体叶盘叶片精加工切削刀路长和加工效率低的问题,首先分析了鼓形刀刀位轨迹规划的基本原理,然后给出了相邻切削行之间残留高度的计算方法,提出了鼓形刀叶片精加工基于切触点规划及刀轴优化的方法。该方法首先通过求交法确定切削面上的切触点,然后调整刀具姿态并进行干涉检查,确定每个刀位的无干涉刀轴姿态,即在可行域内优化得到最佳刀轴。将该方法集成到整体叶盘五轴数控加工编程软件UltraCAM中,经过数控编程、仿真分析及试切加工表明,使用鼓形刀进行叶片精加工,在相同残留高度的情况下,刀路数明显减少,刀路光顺,仿真过程中无刀具干涉,刀轴变化平稳,提高了加工效率,可应用于实际加工。

闭式整体叶盘流道粗加工分层区域边界刀路刀轴计算方法

针对闭式整体叶盘流道型腔边界刀路刀轴求解,给出了型腔区域部分定轴的刀轴矢量规划策略,采用角点→边界刀路→中间刀路的求解顺序逐步求解。在确定角点不干涉刀轴之后,采用坐标系球面插值构造边界刀路上的搜索平面(即干涉检查坐标系),得到边界刀路刀轴的不干涉可行域,并从中优化获得最终不干涉光顺刀轴。通过仿真分析及试切试验表明,采用边界刀路刀轴计算方法,刀路光顺,加工过程无刀轴干涉,刀轴变化平稳,实际加工效果良好。

铸造机匣管接头、凸台特征铣削加工余量优化方法

近年来,随着航空领域技术的发展,航空发动机的性能及设计结构在不断地改进和提高,同时也大大增加了航空发动机关键零部件的制造难度,其中较为典型的有铸造机匣。机匣铸造过程中的热变形等原因,导致机匣表面的管接头和凸台等特征的几何误差较大,从而进一步导致后续铣削加工过程中出现余量分配不均匀等问题。针对铸造机匣铣削加工过程中出现的这类问题,提出了一种基于特征位置匹配的余量优化方法,以在机测量结果作为数据输入,根据测量结果计算待加工特征的最佳拟合位置,并将计算得到的位置经刚体变换作用到加工坐标系上,以实现零件加工余量的均匀化。经加工试验验证表明,加工过程中未出现过欠切,降低了刀具磨损,零件经检测质量合格。

闭式整体叶盘流道粗加工分层刀路规划方法研究

闭式整体叶盘流道型腔区域是一个半封闭的区域,流道型腔区域四周有围带、轮毂及相邻2个叶片。考虑到刀具加工的可达性以及对叶片前缘、后缘材料的铣削,刀具无法从前缘或后缘进刀一次直接完成整个流道型腔的加工,因此需要分别从前、后缘进刀。分析了闭式整体叶盘流道粗加工刀具规划,研究了分别从前、后缘进刀的2个对接加工区域的分割及每个加工区域内分层面的构造,提出了一种相统一的分割面、分层面构造方法,并在每个分层曲面上完成了刀路规划。试切验证结果表明,该刀路规划方法可靠,生成的刀路平滑,无干涉。

螺旋锥齿轮齿廓高精高效倒圆倒角技术

螺旋锥齿轮是航空发动机的关键传动部件,传统的手工打磨的加工方式存在加工效率低、批次零件质量一致性差等问题,直接影响到螺旋锥齿轮的实际使用寿命,乃至对飞行安全造成隐患。螺旋锥齿轮倒角倒圆不规整或尖角、台阶、缺料等缺陷,会导致锥齿轮在高载荷运转下因局部应力集中而出现裂纹,须对传统手工打磨技术采用数字化手段进行升级改造。