一种整体开式叶轮流道粗加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及整体开式叶轮机加工的技术领域，具体涉及一种整体开式叶轮流道粗加工方法。
【背景技术】
[0002]整体开式叶轮是航空涡轮发动机、燃气轮机、增压器等产品的气动核心零件，其加工技术一直是动力机械制造业中的一个重要课题。整体开式叶轮流道粗加工因其空间封闭扭曲，通常需要采用多轴联动的方式进行加工。在流道粗加工过程中，因多轴联动加工过程中，刀轴矢量一直处于连续变化中，刀具切削性能差，切削效率较低，尤其是采用整体式圆柱铣刀，由于刀具矢量变化频繁且不易控制角度，在出现刀具拖拽角为负角度时，将直接造成扎刀现象，刀具寿命极具下降，甚至造成刀具折断，为弱化多轴刀具矢量变化出现钝角拖拽角对刀具可加工性的影响，一般采用球头铣刀完成，但球头刀切削过程中刀刃为线接触，切削抗力大，切削振动明显，加工效率明显低于圆柱铣刀。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供了一种整体开式叶轮流道粗加工方法，能够解决多轴联动粗加工叶轮时刀具的可用性及效率低下问题。
[0004]实现本发明的技术方案如下:
[0005]—种整体开式叶轮流道粗加工方法，包括以下步骤:
[0006]步骤1、选用与叶轮流道尺寸相匹配的平底圆柱铣刀，根据叶轮流道尺寸确定刀具的直径和长度；
[0007]步骤2、确定多轴联动加工过程，其中，在加工过程中，刀具的拖拽角为β，将拖拽角β始终调整至0° < β <90° ;
[0008]步骤2的具体过程为:
[0009]步骤21、根据刀具尺寸和叶轮流道结构特征选取适合的刀位轨迹方式；
[0010]步骤22、调整所有切削刀位的刀轴矢量，将刀具拖拽角β调整到0°彡β
<90° ;
[0011]步骤23、在0° < β <90°范围内，通过调整刀轴矢量与进给方向的角度，使所有切削刀位的刀具拖拽角度调整至最小值，优化切削状态；
[0012]步骤3、根据所确定的加工过程进行整体开式叶轮流道的加工。
[0013]进一步地，步骤一中所选用的平底圆柱铣刀为整体式立铣刀、牛鼻铣刀或装刀片式机夹刀具。
[0014]有益效果:
[0015]1、采用0° < β <90°拖拽角加工可以有效解决因刀轴矢量变化导致切削状态差而出现的刀具折断、崩齿等一系列问题。
[0016]2、采用圆柱铣刀(立铣刀或牛鼻铣刀)，因其刀具更为锋利，切削力小，可以有效改善切削状态，降低切削振动，提升切削参数，提升加工效率，降低加工成本。
【附图说明】
[0017]图1为本发明整体开式叶轮结构示意图。
[0018]图2为本发明整体开式叶轮流道的加工示意图。
[0019]其中，1-刀具，2-待加工面，3-进给方向，4-待加工面法向，5-刀轴矢量方向。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0021]图1为本发明的整体开式叶轮结构图，相邻两个叶轮之间即为叶轮流道。
[0022]本发明提供了一种整体开式叶轮流道粗加工方法，包括以下步骤:
[0023]步骤1、选用与叶轮流道尺寸相匹配的平底圆柱铣刀；根据叶轮流道尺寸确定刀具的直径和长度；本步骤中所选用的平底圆柱铣刀为整体式立铣刀、牛鼻铣刀或装刀片式机夹刀具。
[0024]步骤2、确定多轴联动加工过程，如图2所示刀具1的拖拽角为β，在加工过程中，将刀具拖拽角β始终调整至0° < β <90° ;以进给方向3与待加工面法向4形成第一象限的两个向量轴，刀轴矢量方向5与待加工面法向4形成的角度为拖拽角β，正常情况下，拖拽角β可选的调整范围为-90° ^ β ^ 90°，本发明将刀具拖拽角β始终调整在0°彡β <90°，一般要求拖拽角0°彡β彡15°，其中0°彡β彡5°为切削状态优的拖拽角角度范围，5° < β彡10°为切削状态良的拖拽角角度范围，10°彡β彡15°为切削状态一般的拖拽角角度范围，15° < β <90°为切削状态较差的拖拽角角度范围，需根据切削状况选用相应拖拽角β，当-90° < β <0°或β =90°时，刀具不具备可加工性，会出现崩刀、端齿、刀具折断、干涉等一系列问题，造成无法加工。
[0025]步骤2的具体过程为:
[0026]步骤21、根据刀具尺寸和叶轮流道结构特征选取适合的刀位轨迹方式；
[0027]步骤22、调整所有切削刀位的刀轴矢量，将刀具拖拽角β调整到0°彡β
<90° ;
[0028]步骤23、在0° < β <90°范围内，通过调整刀轴矢量与进给方向的角度，使所有切削刀位的刀具拖拽角度调整至最小值，优化切削状态；
[0029]步骤3、根据所确定的加工过程进行整体开式叶轮流道的加工。
[0030]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种整体开式叶轮流道粗加工方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、选用与叶轮流道尺寸相匹配的平底圆柱铣刀，根据叶轮流道尺寸确定刀具的直径和长度； 步骤2、确定多轴联动加工过程，其中，在加工过程中，刀具的拖拽角为β，将拖拽角β始终调整至0° < β < 90° ; 步骤2的具体过程为: 步骤21、根据刀具尺寸和叶轮流道结构特征选取适合的刀位轨迹方式； 步骤22、调整所有切削刀位的刀轴矢量，将刀具拖拽角β调整到0° < β <90° ;步骤23、在0° ^ β <90°范围内，通过调整刀轴矢量与进给方向的角度，使所有切削刀位的刀具拖拽角度调整至最小值，优化切削状态； 步骤3、根据所确定的加工过程进行整体开式叶轮流道的加工。2.如权利要求1所述的一种整体开式叶轮流道粗加工方法，其特征在于，步骤一中所选用的平底圆柱铣刀为整体式立铣刀、牛鼻铣刀或装刀片式机夹刀具。
【专利摘要】本发明公开了一种整体开式叶轮流道粗加工方法，包括以下步骤：步骤1、选用与叶轮流道尺寸相匹配的平底圆柱铣刀，根据叶轮流道尺寸确定刀具的直径和长度；步骤2、确定多轴联动加工过程，其中，在加工过程中，刀具的拖拽角为β，将拖拽角β始终调整至0°≤β＜90°；步骤3、根据所确定的加工过程进行整体开式叶轮流道的加工。本发明能够解决多轴联动粗加工叶轮时刀具的可用性及效率低下问题。
【IPC分类】B23P15/02
【公开号】CN105252231
【申请号】CN201510738782
【发明人】罗远锋, 孙晶, 王永飞, 李垒栋, 谷万龙
【申请人】北京动力机械研究所
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月4日