一种用整体硬质合金刀具精加工FV520B材质三元叶轮的方法与流程

本发明涉及三元叶轮加工技术领域，特别涉及一种用整体硬质合金刀具精加工fv520b材质三元叶轮的方法。

背景技术：

目前，轴盘铣制三元叶轮的方法中加工叶片使用的是锥度长刃高速钢刀，该刀具进给速度慢，半精加工叶片时的进给量一般在50-80mm/min,精加工叶片时的进给量一般在100-150mm/min。该方法加工速度慢、加工效率低，产品加工制造周期长，导致生产成本高，经济效益低下。因此，亟需一种加工效率高的精加工fv520b材质三元叶轮的方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种加工效率高的用整体硬质合金刀具精加工fv520b材质三元叶轮的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用整体硬质合金刀具精加工fv520b材质三元叶轮的方法，包括如下步骤：

轴盘铣制三元叶轮的毛坯进行粗加工后，要求叶片单侧预留0.7-1mm的加工余量；

对叶片圆角清根、叶片前缘圆头精加工、叶轮轮毂精加工；

使用长刃锥度球头整体硬质合金波刃铣刀对叶片半精加工，叶片单侧预留0.2-0.5mm精加工余量；

使用长刃锥度球头整体硬质合金铣刀对叶片精加工，叶片厚度加工到设计尺寸。

进一步地，所述叶片圆角清根加工过程中刀具球头距离轮毂的间隙值设定为0.5mm，所述叶片半精加工过程中刀具球头距离轮毂的间隙值设定为0.7mm，所述叶片精加工过程中刀具球头距离轮毂的间隙值设定为0.9mm。

进一步地，所述叶片半精加工和精加工过程中刀具球头距离叶轮圆头的间隙值设定为1mm。

进一步地，所述叶片半精加工过程中使用的长刃锥度球头整体硬质合金波刃铣刀的球头半径为8mm,主轴转速为1300-1700转/分钟，进给量为400-600毫米/分钟。

进一步地，所述叶片精加工过程中使用的长刃锥度球头整体硬质合金铣刀的球头半径为8mm,主轴转速为900-1100转/分钟，进给量为400-500毫米/分钟。

本发明提供的一种用整体硬质合金刀具精加工fv520b材质三元叶轮的方法，可以应用于直纹面轴盘铣制三元叶轮，该方法采用整体硬质合金刀具代替锥度长刃高速钢刀半精加工和精加工三元叶轮叶片，由于整体硬质合金刀具有硬度高、强度和韧性较好的优良性能，故采用整体硬质合金刀具加工fv520b材质三元叶轮，进给量大，切削速度快，可比现有的锥度长刃高速钢刀切削速度高5至7倍，使加工叶片的时间缩短为原来的六分之一，节约的时间占叶轮加工时间(粗加工和精加工总和)的15％-18％，大大提高了三元叶轮的加工效率。而且，加工后的三元叶轮表面质量较好，叶片厚度均匀，尺寸精度较高。同时，整体硬质合金刀具还具有耐磨、耐热、耐腐蚀等优良性能，因此，硬质合金刀具的使用寿命比锥度长刃高速钢刀的使用寿命高5至80倍，可实现一把刀具加工10个叶轮的使用寿命，为企业节约了大量设备、人力和刀具成本，显著提高了企业经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用整体硬质合金刀具精加工fv520b材质三元叶轮的方法中的轴盘铣制三元叶轮毛坯图；

图2为本发明实施例提供的用整体硬质合金刀具精加工fv520b材质三元叶轮的方法中加工完成得到的三元叶轮图。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种用整体硬质合金刀具精加工fv520b材质三元叶轮的方法，包括如下步骤：

轴盘铣制三元叶轮的毛坯进行粗加工后，要求叶片单侧预留0.7-1mm加工余量。

对叶片圆角清根、叶片前缘圆头精加工、叶轮轮毂精加工。其中，叶片圆角清根加工过程中刀具球头距离轮毂的间隙值设定为0.5mm。

使用长刃锥度球头整体硬质合金波刃铣刀对叶片半精加工，叶片单侧预留0.2-0.5mm精加工余量。其中，叶片半精加工过程中刀具球头距离轮毂的间隙值设定为0.7mm，且刀具球头距离叶轮圆头的间隙值设定为1mm。叶片半精加工过程中使用的长刃锥度球头整体硬质合金波刃铣刀的球头半径为8mm,主轴转速为1300-1700转/分钟，进给量为400-600毫米/分钟。

使用长刃锥度球头整体硬质合金铣刀对叶片精加工，叶片厚度加工到设计尺寸。其中，叶片精加工过程中刀具球头距离轮毂的间隙值设定为0.9mm，且刀具球头距离叶轮圆头的间隙值设定为1mm。叶片精加工过程中使用的长刃锥度球头整体硬质合金铣刀的球头半径为8mm,主轴转速为900-1100转/分钟，进给量为400-500毫米/分钟。

下面以一个件号为310.7285h2620的轴盘铣制三元叶轮为例，对本发明实施例提供的一种用整体硬质合金刀具精加工fv520b材质三元叶轮的方法做具体说明。该三元叶轮材质为fv520b，使用设备型号为mandellispark2100x五轴数控加工中心，应用球头半径为8mm的长刃锥度球头整体硬质合金波刃铣刀和球头半径为8mm的长刃锥度球头整体硬质合金铣刀各一把，使用bt50型号热缩刀柄进行装卡。

参见图1，通过车削得到三元叶轮毛坯，将三元叶轮毛坯粗加工后得到一个15个叶片逆时针均匀分布于轴盘圆周上的粗加工后的叶轮毛坯，并将粗加工后叶轮毛坯平行于机床坐标系x轴和y轴分别铣制出两个找正平面，使沿盖盘型线直径550mm处的叶片厚度为5.9mm(设计要求尺寸厚度为4.5mm)。

以粗加工后的叶轮毛坯外圆和端面找正装夹在五轴数控加工中心卡盘上，以图1中o点为工件加工零点，通过平行于机床坐标系x轴和y轴分别铣制出的两个找正平面，找出c轴补偿角度，补偿到机床内部。依次进行叶片圆角清根、叶片前缘圆头精加工、叶轮轮毂精加工，数控程序编制时，要求叶片圆角清根中设置刀具球头距离叶轮轮毂的数值为0.5mm。

上述加工完成后，进行整体硬质合金刀具半精加工三元叶轮叶片的工步，刀库自动安装球头半径为8mm的长刃锥度球头整体硬质合金波刃铣刀到机床主轴，应用对刀仪自动测量刀具装卡点到刀尖距离，使用半精加工程序，刀具转速1500转/分钟，进给为450毫米/分钟，对三元叶轮上的第一个叶片进行半精加工，并测量叶片厚度为5.1mm。数控程序编制时，要求叶片半精加工中设置刀具球头距离叶轮轮毂的数值为0.7mm，并将刀具球头距离叶轮圆头的间隙值设定为1mm，叶片余量为0.3mm。之后将剩余14个叶片按上述方法全部半精加工完毕。

最后，进行整体硬质合金刀具精加工三元叶轮叶片的工步，刀库自动安装球头半径为8mm的长刃锥度球头整体硬质合金铣刀到机床主轴，应用对刀仪自动测量刀具装卡点到刀尖距离，使用精加工程序，刀具转速950转/分钟，进给为400毫米/分钟，对三元叶轮上的第一个叶片进行精加工，并测量叶片厚度为4.7mm。数控程序编制时，要求叶片精加工中设置刀具球头距离叶轮轮毂的数值为0.9mm，并将刀具球头距离叶轮圆头的间隙值设定为1mm，叶片余量为0.1mm。之后按上述方法将剩余14个叶片全部精加工完毕。

检查叶轮叶数为15个，旋向为逆时针，叶片厚度为4.7mm(设计4.5mm)在公差允许范围内，叶片表面质量符合设计图纸要求，叶轮加工完毕，加工得到的三元叶轮如图2所示。

本发明提供的一种用整体硬质合金刀具精加工fv520b材质三元叶轮的方法，实用、高效、可靠，能够节约加工成本，在行业内具有广阔的推广意义和可实现重大的经济效益。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。