一种整体叶盘叶尖的精铣加工方法与流程

本发明涉及叶轮叶盘加工，具体为一种整体叶盘叶尖的精铣加工方法。

背景技术：

1、在透平机械及航空航天领域，压缩机离心叶轮及整体叶盘越来越普及。风扇叶盘、压气机叶盘、离心叶轮等压气机产品的叶尖加工一直是行业内技术难点。如图1和图2所示，为其中叶盘1和叶轮2的实施例的结构示意图。通常在对叶片加工的工序中，包括：先进行粗铣加工，然后进行精铣加工。然而，在叶型精加工成型后，叶片厚度只有几毫米，刚性较弱，如果使用如圆角铣刀等普通铣刀继续对叶尖进行旋转加工时，会带动叶片左右颤动，进而导致叶尖过切。所以现有技术中大多是在对叶片精加工完成后，再采用组合磨加工技术/高速磨复合加工技术，基于高速磨削方式对转子叶片的叶尖加工成型。但是，这种加工的工序较复杂，使用的设备也成本比较高，导致叶片加工成本较高。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中对于叶尖的加工方法较复杂且加工成本较高的问题，本发明提供一种整体叶盘叶尖的精铣加工方法，其可以在保证叶尖加工精度的基础上，降低加工成本。

2、本发明的技术方案是这样的：一种整体叶盘叶尖的精铣加工方法，其包括以下步骤：

3、s1：对待加工的叶盘和叶轮进行分析，测量叶盘和叶轮叶型的高度尺寸，以及分析待加工叶片的扭转方向；

4、其特征在于，其还包括以下步骤：

5、s2：使用造型软件对待加工叶尖进行造型，得到待加工叶尖仿形曲面；

6、s3：选择加工刀具；

7、所述加工刀具包括：倒角铣刀；

8、所述精加工刀具的切削刃的长度大于所述待加工叶尖的厚度；

9、s4：基于所述加工刀具编制待加工叶尖的精铣加工程序；

10、构建所述精铣加工程序时，选用所述精加工刀具，使用可变轮廓铣命令，基于曲面区域驱动方法，使用所述待加工叶尖仿形曲面，生成叶尖精加工轨迹；

11、所述精铣加工程序中，待加工叶片为顺时针扭转时，所述精加工刀具的切削方向从进气侧前缘往出气侧后缘方向移动；待加工叶片为逆时针扭转时，所述精加工刀具的切削方向从出气侧后缘往进气侧前缘方向移动；设置所述精加工刀具的角度时，使所述精加工刀具的切削刃与待加工叶尖相切，并控制刀具的走向为顺铣，刀具旋转时切削力朝向叶片根部；

12、s5：基于五轴联动机床模拟加工过程进行调试，得到调试好的加工程序；

13、s6：运行所述加工程序，使用五轴联动轴联动数控加工机床完成对待加工叶尖的加工。

14、其进一步特征在于：

15、所述待加工叶尖仿形曲面的造型过程，具体包括以下步骤：

16、a1：抽取待加工叶尖的轮廓曲线，确定待加工叶尖的内弧曲线和背弧曲线；

17、a2：基于所述内弧曲线和所述背弧曲线，将两根曲线造型出一个曲面，即得到所述待加工叶尖仿形曲面；

18、所述倒角铣刀包括：尖头的倒角铣刀和平头的倒角铣刀；

19、所述倒角铣刀的尺寸范围包括：直径在3毫米~30毫米之间，以及单边角度在15度~75度之间；

20、所述精加工刀具规格包括：直径6毫米刀尖单边角度45度、直径8毫米刀尖单边角度45度、直径10毫米刀尖单边角度45度、直径12毫米刀尖单边角度45度和直径16毫米刀单边尖角度45度。

21、本申请提供的一种整体叶盘叶尖的精铣加工方法，使用倒角铣刀作为精加工刀具，在精加工工序中，将倒角铣刀的切削刃与叶尖相切，并控制精加工刀具的走向为顺铣，精加工刀具旋转时切削力朝向叶片根部，而非朝向叶片侧边，所以叶尖的被加工部位有了足够的刚性，确保可以基于倒角铣刀完成对叶尖的精加工，无需使用更复杂的高速磨削方式对叶尖进行加工，简化了叶尖的加工工序，降低了加工成本。同时，在加工过程中，叶片顺时针扭转时，精加工刀具切削方向应从进气侧前缘往出气侧后缘方向移动，叶片逆时针扭转时，精加工刀具切削方向应从出气侧后缘往进气侧前缘方向移动，这样可以通过叶片的扭转方向的结构承接切削力，变相的减少了切削力，减小加工震动，降低了铣刀过切的概率，确保了叶尖加工的质量。

技术特征：

1.一种整体叶盘叶尖的精铣加工方法，其包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种整体叶盘叶尖的精铣加工方法，其特征在于：所述待加工叶尖仿形曲面的造型过程，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述一种整体叶盘叶尖的精铣加工方法，其特征在于：所述倒角铣刀包括：尖头的倒角铣刀和平头的倒角铣刀。

4.根据权利要求1所述一种整体叶盘叶尖的精铣加工方法，其特征在于：所述倒角铣刀的尺寸范围包括：直径在3毫米~30毫米之间，以及单边角度在15度~75度之间。

5.根据权利要求1所述一种整体叶盘叶尖的精铣加工方法，其特征在于：所述精加工刀具规格包括：直径6毫米刀尖单边角度45度、直径8毫米刀尖单边角度45度、直径10毫米刀尖单边角度45度、直径12毫米刀尖单边角度45度和直径16毫米刀单边尖角度45度。

技术总结
本申请提供的一种整体叶盘叶尖的精铣加工方法，使用倒角铣刀作为精加工刀具，在精加工工序中，将倒角铣刀的切削刃与叶尖相切，并控制精加工刀具的走向为顺铣，精加工刀具旋转时切削力朝向叶片根部，而非朝向叶片侧边，所以叶尖的被加工部位有了足够的刚性，确保可以基于倒角铣刀完成对叶尖的精加工，无需使用更复杂的高速磨削方式对叶尖进行加工，简化了叶尖的加工工序，降低了加工成本。

技术研发人员：刘振,仝周进,华震
受保护的技术使用者：无锡航亚科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13