浅析PowerMILL在航空发动机整体叶轮数控编程中的应用

浅析PowerMILL在航空发动机整体叶轮数控编程中的应用

维普资讯

产品聚焦

浅析 P weMI L在航空发动机 o r L

整体叶轮数控编程中的应用航天二院总装调部刘景坡 D L A中国) EC M(有限公司陈家伟

作为透平机械的关键部件，整体工中已有多年应用历史，其技术与服设备价格的大幅下降，五轴技术逐步式叶轮广泛应用于航空航天等领域，务已很成熟， 以其功能强大及易操作进入企业。P weMIL新增的自动 o r L其加工技术一直是透平制造业中的一性的特点，广泛应用于航空航天、汽避免碰撞功能使自动五轴编程成为现个重要课题。整体式叶轮的几何结车、船舶、内燃机、家用电器、轻实，使用此功能，P weMIL可以从 o r L构和工艺过程可以看出，, . J T整体式工产品等行业。 J 叶轮时，, . J T轨迹规划的约束条件比 J较多，相邻的叶片之间空间较小，加

按照编程人员设定的碰撞间隙自动调整刀轴，三轴J T不到的部位自动在 J .,避让刀轴，三轴不会产生碰撞的部在

五轴加工的优点

工时极易产生碰撞干涉，自动生成无

五轴加工的主要优点是仅需一次位又自动恢复三轴加工状态，这样可 J ., 干涉加工轨迹比较困难。因此，在加装夹定位即能完成复杂形体零件的全以保证用尽可能短的刀具进行J T, 而且增大了工叶轮的过程中不仅要保证叶片表面部加工，可以节省大量的加工时间。不但提高了加工的刚性， o r L J ., 的加工轨迹，还要满足几何准确性的 P weMI L定位五轴J T时，主轴加工范围。 J ., 要求，且由于叶片厚度的限制，而要固定在一系列方向进行J T。此外， o r L J .,在实际J T中注意轨迹规划以保证加 P weMI L还提供了连续五轴J T J .,工的质量。 的功能，允许运用多种J T策略和全 J .,在复杂曲面、实体英国 DE AM公司的 P we -系列的切削刀具， LC o r

Po r LL we MI

在叶轮加工中的应用

目国内外在叶轮制造方面都有前国内大多数叶轮的生产 MI L软件，在航空航天工业五轴加和三角形模型上产生连续五轴刀具路很大的进展， L径，而且全部刀厂家在复杂叶轮制造技术方面同国外具路径都经过过相比还有一定的差距。本文就使用 o MI L .

对叶轮进行加工轨迹切检查和机床仿 PⅥ r L 70其基本加工工艺流程真，从而保证了规划作一说明，人员及设备的安的制订以叶轮的几何结构特征和使用全。

要求为依据，具体内容包括：

五轴J T是 1准备毛坯 J .,材料为锻铝件，经车削加工制成高科技J T的重 J .,要体现，在软件回转体的基本形状，可以减少数控加技术、机床技术、工的时间。 高尔夫球杆式进退刀工艺

刀具技术快速发 2刀具 展的今天，随着从粗加工到最终的精加工均采用2O O 7年第 3期 -航空镧造技术 l l|

浅析PowerMILL在航空发动机整体叶轮数控编程中的应用

维普资讯

产品聚焦不同规格的球头刀或锥度球头刀，本在质量。 例中采用 R、R3 6球头刀和尺2全锥 7二次粗加工 3的锥度球铣刀。。 3加工工艺安排 NC程序输出。

难点分析和解决方法半精加工流道部分，采用五轴联动加工，留余量 0 2 .mm,给精加工留 1制作薄壁件由于叶片很薄，在半精加工和精至可以先加工叶尖位置，保证加工时

()装夹： 1采用芯轴装夹定位，也更均匀的余量，保证后续加工切削稳定位，并制作适应芯轴定位装夹的专 8半精加工叶片用工装；器。

可以考虑在毛坯上制出键槽进行辅助定，在此加工中，采用曲面投影策略。加工时尽量采用逐层切削的方式， 甚使用S RF WA加工方式，刀轴为叶片还有足够的强度，然后再对叶片工留更均匀的余量，保证后续加工切足够的空间，在加工过程中可以考虑削稳定。 留阶梯状余量，比如把叶片等分成 3 上段留0 5 .mm余量，中段留l mm 9精加工流道段，采用曲面余量，下段留 15 m余量，这样可 .r a

( )找正： 2打表找正或采用寻边自动判断，留 0 1mm余量， .5给精加进行加工。如果 2个相邻叶片之间有

投影方式，要注以保证加工叶片上部时底部始终有足意曲面的经纬够的强度支持，虽然这样将大大加大线分布及曲面编程的复杂程度和编程时间，但可以的投影质量，这提高加工的质量。

将直接影响刀 2根部加工安全问题具路径的质量质量。五轴自动避让编程

P weMIL通过曲线的刀轴控 o r L和加工的表面制方式来保证清根时刀具路径是顺着叶片根部前行

的。可以提供零件的过

1 0精加工叶片切检查、刀柄刀杆的碰撞检查以及机叶片精加床的加工仿真和碰撞检查功能，保证工可采用S RF WA加工方式，也可采加工过程的安全性。

4粗加工流道部分

( )采用3 2 1+定位五轴加工，尽用曲面投影方式。在本例中，由于叶量减少联动轴数，提高加工的稳定片的曲面是用直纹面构成的，用

数控加工的发展趋势

性。采用三维区域清除策略，粗加工 S RF加工方式比较方便。 WA 随着数控加工技术的不断发展， 留余量0 5 .mm,下切为3 mm,主轴转完成所有的程序后，可以先做一五轴和高速加工必将成为主流。现速8 0 r mi进给速度为 10 mm/次机床仿真， 0 0/ n, 0 2 检查编制的程序是否有在，来越多的厂家采用五轴机床进越

mi。 n采用赛车道加工，顺余量，光下过切、碰撞的情况，把所有可能会出行产品的加工，这一方面可以提高加切方式为螺旋，充分发挥高速加工的现的意外情况杜绝在上机加工之前，工效率， 缩短生产时间；另一方面可效率。

以保证人员和设备的安全，然后作以提高叶片的加工质量，减少钳工的工作量。而高速五轴机床能否发

( )在流道较窄的地方，采用 23 2位五轴加工，可考虑采用五+定也轴联动方式加工，好处是可以给后续

挥它应有的效益， AM软件的 C

的加工留下更均匀的余量，点是联缺动时切削不如定位五轴稳定。

选择非常重要，在五轴及高速铣

5粗加工叶片选取要粗加工的叶片，P we— o r MI L会自动判断刀轴方向，自动避 L让旁边的叶片干涉。 6进行合理的人工时效

NJ工领域可供 J,选择的众多 CAM加工软件 中，P weMI L o r L

可做去应力时效处理，这样可以改变工件表面的化学成分，赋予或改

无疑是更专业的产品。五轴碰撞仿真

善工件的使用性能，以改善工件的内1 2航空制造技术 -2 0 1 o 7年第 3期

(责编

凌川)