[發(fā)明專利]一種葉輪雙列開槽插銑補加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111506640.6
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114160854B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭明龍;魏兆成;舒鑫;雍建華;王敏杰;王學(xué)勤
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: B23C3/28
• 分類號: B23C3/28;B23C9/00;B23Q15/22
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 徐華燊;李洪福

本發(fā)明提供一種葉輪雙列開槽插銑補加工方法，屬于機械加工及工具領(lǐng)域。步驟為：構(gòu)建半開式整體葉輪模型；對葉輪流道進(jìn)行粗加工；建立雙列開槽插銑加工后兩條刀具軌跡間的材料殘余幾何模型，選取插銑補加工刀具；規(guī)劃插銑補加工刀具軌跡，進(jìn)行插銑補加工，來清除雙列開槽插銑加工后的殘余材料；根據(jù)雙列開槽插銑補加工后刀具軌跡間的材料殘余情況，判斷是否進(jìn)行第二次插銑補加工；將刀具軌跡信息轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸こ绦颍?qū)動機床完成葉輪流道雙列開槽插銑補加工。本發(fā)明是對現(xiàn)有雙列開槽插銑工藝的補充和完善，能夠進(jìn)一步提高加工效率20％左右；實施簡單，將促進(jìn)插銑技術(shù)在葉輪加工中的應(yīng)用，具有顯著的社會和經(jīng)濟效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機械加工及工具技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，尤其涉及一種葉輪雙列開槽插銑補加工方法。

背景技術(shù)

離心壓縮機廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工、天然氣、汽車等行業(yè)中，是一種典型的基礎(chǔ)工業(yè)核心設(shè)備。半開式葉輪作為離心壓縮機的核心部件，其加工工藝的優(yōu)劣將直接影響加工效率和生產(chǎn)成本，一直是科研院所和企業(yè)的研究熱點和競爭利器。

隨著葉輪應(yīng)用場合的日益多樣化，對葉輪的服役壽命和工作效率要求越來越高。通過一個原始毛坯，以數(shù)控機床為代表的切削加工是目前葉輪高質(zhì)高效加工的主流方法。面向葉輪流道的粗加工，CAM軟件商早期開發(fā)了五軸聯(lián)動層切工藝，該工藝可以勉強勝任小尺寸葉輪，但難以滿足大尺寸葉輪對高材料去除率的需求；近年來，新型大進(jìn)給切削刀具配合3+2定位五軸加工，提出的大進(jìn)給層切工藝顯著提高了半開式葉輪的粗加工效率。

最近，魏等人將插銑加工技術(shù)應(yīng)用于半開式葉輪加工，提出了雙列開槽五軸插銑工藝。插銑加工刀具沿軸向進(jìn)給，徑向切削力分量小，加工系統(tǒng)穩(wěn)定性強，加工效率是大進(jìn)給層銑加工的3倍以上。葉輪的雙列開槽插銑工藝尚處于實際驗證階段，對于葉片曲率較大的葉輪流道應(yīng)用效果較好，對于葉片曲率較小的葉輪流道，為了保證葉片粗加工余量的均勻一致性，刀軸矢量矢量變化劇烈，兩列插銑刀具軌跡間的材料殘余過多，且?guī)缀翁卣鲝?fù)雜，為后續(xù)的半精加工帶來了極大的困難，嚴(yán)重制約了雙列開槽插銑加工的效率優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出的葉輪的雙列開槽插銑工藝尚處于實際驗證階段，于葉片曲率較小的葉輪流道，為了保證葉片粗加工余量的均勻一致性，刀軸矢量矢量變化劇烈，兩列插銑刀具軌跡間的材料殘余過多，且?guī)缀翁卣鲝?fù)雜，為后續(xù)的半精加工帶來了極大的困難，嚴(yán)重制約了雙列開槽插銑加工的效率優(yōu)勢的技術(shù)問題，而提供一種葉輪雙列開槽插銑補加工方法。本發(fā)明主要通過在葉輪流道粗加工后，建立雙列開槽插銑加工后兩條刀具軌跡間的材料殘余幾何模型，選取插銑補加工刀具，規(guī)劃插銑補加工刀具軌跡，進(jìn)行插銑補加工，來清除雙列開槽插銑加工后的殘余材料，之后，根據(jù)雙列開槽插銑補加工后刀具軌跡間的材料殘余情況，判斷是否進(jìn)行第二次插銑補加工，將刀具軌跡信息轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸こ绦颍?qū)動機床完成葉輪流道雙列開槽插銑補加工，從而可以使雙列開槽插銑工藝適應(yīng)不同幾何的復(fù)雜葉輪流道，促進(jìn)插銑技術(shù)在葉輪粗加工中的推廣應(yīng)用，提高葉輪加工效率，降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種葉輪雙列開槽插銑補加工方法，包括如下步驟：

步驟S1、構(gòu)建半開式整體葉輪模型；

步驟S2、對葉輪流道進(jìn)行粗加工；

步驟S3、建立雙列開槽插銑加工后兩條刀具軌跡間的材料殘余幾何模型，選取插銑補加工刀具；

步驟S4、規(guī)劃插銑補加工刀具軌跡，進(jìn)行插銑補加工，來清除雙列開槽插銑加工后的殘余材料；

步驟S5、根據(jù)雙列開槽插銑補加工后刀具軌跡間的材料殘余情況，判斷是否進(jìn)行第二次插銑補加工；

步驟S6、將刀具軌跡信息轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸こ绦颍?qū)動機床完成葉輪流道雙列開槽插銑補加工。

進(jìn)一步地，所述步驟二的具體步驟如下：分析半開式整體葉輪流道幾何，制定雙列開槽插銑工藝方案，對葉輪流道進(jìn)行粗加工。