根部曲面两外侧向心部(中间)铣削，每侧铣削宽度比例是转角型面比例的65%。
[0032]4、半精加工、精加工余量设置
I)半精加工余留量0.1mm?0.25mm。
[0033]2)精加工余留量0.06mm?0.15mm。
[0034]3)当刀具长径比L/D彡7时，刀具的切削轨迹重复2?3次。
[0035]5、刀具轴矢量参数设置
加工刀具轴矢量沿刀具进给方向为前倾角(γ前倾)与曲面法向的夹角55° ( γ前倾彡88°，侧倾角(γ侧倾)0.3。( γ侧倾彡35°。
[0036]6、切削参数的选用原则
最大程度减小刀具切削震动、减小零件及刀具切削变形，选用加工中心进行切削加工时，应该很好地控制切削速度，一般切削速度:v=20 m/min?85m/min，此外，加工时的进刀进给量:FZ< 0.02mm?0.35mm,切削深度:0.03mm ΑΡ^Ξ 0.3mm,步距 e=0.05 mm?0.30mm。
[0037]7、冷却润滑方法
加工中，冷却润滑也是非常关键的。冷却液的选择是否合适，影响加工的质量。本发明在使用冷却润滑液充分冷却，清除切肩保障切削力指向性，确保良好的切削效果和刀具使用寿命。
[0038]通过以上技术处理方法，保证并提高其零件变R曲面或变曲率曲面结构型面形状精度、型面光整、尺寸误差小，同时大幅度提高刀具使用寿命。
[0039]本实施例是加工某高性能整体闭式叶轮，结构如图2，3所示，整体叶轮的出口直径为D出=Φ 220mm，叶轮的进口直径为1)进=? 158mm，出口叶片高度H出=60臟，进口叶片高度H进=80mm,叶片厚度最薄处Amin=i>0.8mm，相邻叶片间最小距离Lmin=1mm,圆周分布叶片12片，叶轮叶片与叶轮流道以R3.6mm?R4.5 mm变圆弧连接其最大深度为60mm，材料为LD5，侧壁清角加工时最易产生以下不良或不稳定现象:
1、由于零件结构的复杂性，加工零件根部时刀轴矢量控制难度大，刀具极易与相邻叶片、流道发生干涉，碰伤零件。
[0040]2、切削纹理凌乱，流线性不好流阻较大，影响后续工序(如动平衡性能、超转性能)及广品性能。
[0041]3、切削刀具的长径比大，刀具切削过程变形严重，切削叶轮根部时极易过切、欠切甚至严重挖深，从而造成根部曲面轮廓度误差较大，影响整体零件的动平衡性能和零部件工作的可靠性。
[0042]4、由于零件的流道空间狭小，切削刀具的长径比大，切削过程易产生严重的切削震动，导致切削刀具损坏(刀具崩刃、刀具折断)，易影响零件已加工表面精度，严重时会使零件报废，同时切削震动还影响切削效率及设备运行稳定性。
[0043]5、由于切削刀具的长径比大，切削过程易产生让刀(切削刀具变形)，刀刃不易切入材料基体，刀轴切削硬化严重，刀刃易钝化，影响切削性能。
[0044]以上不良或不稳地现象，影响整体零件的动平衡性能和零件工作的可靠性。
[0045]实施方式如下:
1、设备的选择
选择具有良好动态性及稳定性的五轴联动加工中心机床。
[0046]2、刀具选择
选用了基体为0.4 μπι超细微粒无涂层硬质合金刀具。
[0047]I)刀具直径?=Φ5的变径锥度球头立铣刀(如图3所示)，铣刀的锥度α =6°
2)变径锥度球头立铣刀的锥度直柄转接处过渡R=30mm。
[0048]3)刀具齿数Z=3刀刃，刀刃螺旋角β =45°。
[0049]4)切削刀具长径比L/D=9。
[0050]3、合理优化切削轨迹 I)切削刀轨顺铣。
[0051]2)切削刀轨单项切削方向沿侧壁根部曲面上提
3)切入和切出工件时，刀轨以圆弧R3切线方向切入、切出。
[0052]4)步距方向切入以加工要素外切削刀具半径的1.5倍处切入。
[0053]4、半精加工、精加工刀具轴矢量参数余留量设置
I)加工刀具轴矢量沿刀具进给方向为前倾角(γ前倾)与曲面法向的夹角70° ( γ前倾 83 ，侧倾角(y侧倾)1.5 Y侧倾< 21 。
[0054]2)加工切线步距按精度要求< 0.08mm。
[0055]3)加工余留量0.05mm。
[0056]4)刀具轨迹精加工重复2次，保证精度。
[0057]5、切削参数的选用原则
最大程度减小切削震动、切削变形，选用加工中心进行切削加工时，应很好地控制切削速度，一般切削速度:v=20 m/min?26m/min，此外，加工时的进刀进给量:FZ< 0.15mm?0.2mm，切削深度:0.05mm < AP< 0.2mm，步距 e=0.1mm。
[0058]6、冷却润滑方法
用冷却润滑液充分冷却，清除切削保障切削力指向性，确保良好的切削效果和刀具使用寿命。
【主权项】
1.一种减小整体闭式叶轮根部清角铣削振动的工艺方法，其特征在于:在五轴联动加工中心设备上，采用0.2 μ???0.8 μm超细或极细微粒的硬质合金刀具，对各类金属整体闭式叶轮系、复杂曲面整体叶轮及深型腔曲面系结构零部件进行铣削加工，并通过刀具结构、刀具切削轨迹、刀具进刀方法、进给方向、切削深度和刀具轴矢量参数的选择，粗、精加工加工余量的设置、参数的选用来实现。
2.根据权利要求1所述的减小整体闭式叶轮根部清角铣削振动的工艺方法，其特征在于:所述刀具结构参数的选择:刀具齿数Z=3刃?5刃(单数)；刀具采用一级或三级锥度变径，变径转接处进行倒圆5mm < R < 60mm处理；刀具切削部位直径的选择:D/2=I^(Rxmin85%清角部位最小半径；刀尖角处倒圆0.5mm ( R1^ 5mm ;刀刃螺旋角β彡45°?60。。
3.根据权利要求1所述的减小整体闭式叶轮根部清角铣削振动的工艺方法，其特征在于:所述刀具切削轨迹选择:刀具切削轨迹优化切入工件时，刀具切削轨迹以圆弧切线方向切入，切入圆弧R切人=1mm?20mm ;步距方向切入以加工要素外切削刀具半径的0.6mm?1.5mm处切入，以根部曲面两外侧向心部铣削，每侧铣削宽度比例是转角型面比例的65%。
4.根据权利要求1所述的减小整体闭式叶轮根部清角铣削振动的工艺方法，其特征在于:所述粗、精加工加工余量的设置、参数的选用:半精加工余留量0.1mm?0.25mm ;精加工余留量0.03mm?0.1 5mmη
5.根据权利要求1所述的减小整体闭式叶轮根部清角铣削振动的工艺方法，其特征在于:所述刀具轴矢量参数的选择:加工刀具轴矢量沿刀具进给方向为前倾角(Yim )与曲面法向的夹角55° ( γ前倾彡88°，侧倾角(γ侧倾)0.3。( γ侧倾彡35°。
6.根据权利要求1所述的减小整体闭式叶轮根部清角铣削振动的工艺方法，其特征在于:所述刀具进刀方法、进给方向、切削深度参数的选择:切削速度:v=20 m/min?85m/min,此外，加工时的进刀进给量:FZ< 0.02謹?0.35謹，切削深度:0.03謹< A 0.3謹，步距 e=0.05 mm ?0.30mm。
【专利摘要】本发明涉及一种减小整体闭式叶轮根部清角铣削振动的工艺方法，在五轴联动加工中心设备上，采用0.2μm～0.8μm超细或极细微粒的硬质合金铣刀，对各类金属整体闭式叶轮系、复杂曲面整体叶轮及深型腔曲面系结构零部件铣削加工，通过对刀具结构、刀具切削轨迹、刀具进刀方法、进给方向、切削深度和刀具轴矢量参数的选择，粗、精加工加工余量的设置、参数的选用来实现。采用本发明的工艺方法对整体闭式叶轮系、复杂曲面整体叶轮及复杂深型腔曲面系结构零部件铣削加工，实现了复杂结构系零件的制造工艺提升，保证了产品质量、性能及设计要求，提高产品性能的稳定性。
【IPC分类】B23C3-00, B23C5-02
【公开号】CN104588750
【申请号】CN201510002293
【发明人】吕博鑫, 吴雁, 郑刚, 李艳峰, 阮胜
【申请人】上海应用技术学院
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月5日