增强铝合金材料超薄叶片整体叶轮铣削刚度的工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种增强铝合金材料超薄叶片整体叶轮铣削刚度的工艺方法。
【背景技术】
[0002] 随着计算机集成制造技术、机械结构技术、材料科学技术等学科的发展，越来越多 的超薄叶片整体叶轮在高精尖工业装备中得到应用，这类超薄叶片整体叶轮的高度与厚度 之比多15,叶片前后缘最薄处δ _< 〇. 5mm，叶片长度方向中线的法向剖切面中点连线的 夹角α <3°，并在叶片的形状上出现大扭曲的结构特征。在整个切削加工过程中，这类 零件的材料去除率高达95%以上，且曲面轮廓度误差小，精度要求极高。采用传统切削加工 工艺方法加工这类超薄叶片整体叶轮时，由于受到切削热、切削力、振动和金属纤维断裂影 响，叶片前后缘往往出现撕裂、崩裂、叶片曲面轮廓严重造成欠切和过切现象，甚至出现叶 片缺失，严重影响整体叶轮及叶轮部件质量和性能稳定性。
[0003] 在超薄叶片叶轮的制造过程中，由于叶片尺寸高大、厚度尺寸极小，故叶片在切削 时受切削力影响产生的振动是影响超薄叶片叶轮加工质量、加工效率、尺寸精度及表面质 量的关键因素。针对现有超薄叶片整体叶轮加工工艺的不足，提出一种增强铝合金材料超 薄叶片整体叶轮铣削刚度的工艺方法。
【发明内容】
[0004] 针对现有超薄叶片叶轮的制造工艺中存在的问题，本发明是要提出一种增强铝合 金材料超薄叶片整体叶轮铣削刚度的工艺方法，该方法能减小超薄叶片叶轮在切削时受切 削力影响自身产生的振动，提高刀具铣削叶片型面表面质量、曲面精度及叶轮尺寸稳定性， 大幅度提高切削效率。
[0005] 本发明的技术方案：一种增强铝合金材料超薄叶片整体叶轮铣削刚度的工艺方 法，其特征在于，具体步骤是： 步骤一：叶片分层 叶片按ε进行分层：
【主权项】
1. 一种增强铝合金材料超薄叶片整体叶轮铣削刚度的工艺方法，其特征在于，具体步 骤是： 步骤一：叶片分层 叶片按e进行分层：
其中h为叶片高度，a为叶片叶冠与叶根最厚处的平均厚度，e为叶片高度与平均厚度 之比； 步骤二：粗加工余量预留 分别对叶片各层进行粗加工余量预留A :
步骤三：五轴联动精加工 使用球头铣刀进行超薄叶片整体叶轮的五轴联动精加工，针对叶片各层不同的余量预 留，精加工至要求尺寸所需的走刀次数：
多次走刀的，每层精加工达到技术文件要求尺寸后，再进行下一层的精加工。
【专利摘要】本发明公开了一种增强铝合金材料超薄叶片整体叶轮铣削刚度的工艺方法，首先将整体叶轮超薄叶片进行分层，预留粗加工余量，对超薄叶片进行分层精加工，通过非均匀余量及各层间过渡圆角减小整个叶片的共振，能够有效减小超薄叶片整体叶轮在切削时受切削力影响产生的振动，提高刀具铣削叶片型面质量、曲面精度及叶轮尺寸稳定性，大幅度提高切削效率。
【IPC分类】B23C3-18
【公开号】CN104816028
【申请号】CN201510121110
【发明人】吕博鑫, 吴雁, 李艳峰, 王西北, 杨帆
【申请人】上海应用技术学院
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月19日