[發明專利]一種航空發動機機匣五軸立式車銑復合加工方法

在審

• 申請號: 201710002991.0
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN108262591A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 李濱;袁文洋;劉思宇
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23P23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種航空發動機機匣五軸立式車銑復合加工方法，根據加工所用的大連科德VGW?800數控加工中心，將航空發動機機匣的幾何結構劃分8塊較大的加工區域，確定切削刀具類型與大小、加工工藝參數和走到方式，利用UG軟件提供的Post Builder后置處理構造器規劃出該機床加工的刀具路徑，并轉化為大連光洋GNC?60控制系統運行的五軸數控指令，本發明需兩次裝夾即可完成復雜機匣的加工，綜合考慮了加工設備成本及加工效率，是航空發動機機匣類加工的另一種解決方案。

技術領域：本發明涉及數控加工領域，特別提供一種航空發動機機匣五軸立式車銑復合加工方法，該發明針對本次加工所用到的大連科德公司生產的VGW-800五軸立式數控加工中心，對航空發動機機匣進行兩次裝夾加工，解決了復雜機匣五軸立式數控加工難度大的問題，滿足其所有精度要求，在控制成本的同時實現航空發動機復雜機匣類零件內外型面的五軸立式車銑復合加工。

背景技術：航空發動機機匣是整個發動機的基座，其內部為主軸和葉片，外部連接各構件，包括油管、冷卻管和控制系統，機匣零件形狀復雜、材料特殊，整體薄壁、且材料切除率很高，導致機匣的車、銑加工工序極為復雜，且多數工藝都是在不同的機床上進行的。這樣加工涉及設備多、期間多次裝夾并且工藝復雜。雖然一些高性能的數控加工中心能滿足航空發動機機匣的加工要求，但這類機床數量有限，加工成本過于昂貴，效率也不是太理想。五軸立式數控加工中心作為加工機匣的主要設備，其仍需多次裝夾，導致輔助時間長、定位誤差大，嚴重影響加工質量，同時整套工藝流程耗時極長，效率低下。

發明內容

本發明的目的是針對現有整體機匣加工工藝復雜、加工效率低和加工變形大的問題，就大連科德生產的VGW-800五軸立式數控加工中心提供一種新的航空發動機機匣加工方法:該方法遵循工序集中的加工原則，采用五軸立式數控加工中心通過兩次裝夾把原來需要幾類機床完成的粗銑、精車和精銑集中在一臺機床上完成，減少了裝夾次數，提高了加工精度。

本發明提供一種航空發動機機匣五軸立式數控加工方法，并且通過兩次裝夾完成加工，其特征在于:該方法包含如下操作步驟:

步驟1:機匣零件的五軸車銑復合加工工藝分析:機匣型面上分布有起加強作用的環形筋、安裝管路的凸臺和減輕重量的腔槽，且所述的腔槽在機匣內外型面上分布是一致的，可把加工區域劃分為內外壁圓環面、腔槽和凸臺共8個不同加工區域，先采用機匣大端端面及大端外圓面定位、小端向上的第一次裝夾，確定第一次裝夾后的加工工藝：粗車小端外圓、凸臺間型面——精車內外壁圓環面——精銑內外壁；然后將工件取出，進行第二次裝夾，確定第二次裝夾后的加工工藝：粗車大端外圓——粗銑大端外表面及外壁各型面——精銑大端外表面及外壁各型面，清根。

步驟2:了解該車銑復合加工機床，見附圖1，該加工采用大連科德生產的VGW-800五軸立式復合加工中心，對此數控加工中心進行分析，工件安裝在C軸上可以360度全方位旋轉。同時，擺臺可以實現A方向135度旋轉。同時，對于X軸、Y軸的最大行程為800mm，Z軸為540mm。另外，X/Y/Z軸定位精度為10分，重復定位定位精度為5分，Z軸上安裝刀具，實現主軸的旋轉。機床所用的操作系統為大連光洋GNC60，控制該機床對機匣進行五軸復合車銑加工。步驟3：確定刀具和切削參數；依據機匣的幾何形狀和尺寸選擇刀具類型和大小,在尺寸允許的情況下我們通常選大直徑刀具,以提高刀具剛度。在VGW-800這種機床中允許最高轉速計算公式中n＝n_max*d_max/g n為允許轉速,g為刀具直徑,n_max＝1800rpm,d_max＝80mm，，進給速度v_f＝n*z*f_z，n為主軸轉速，z為刀具齒數f_z為每齒進給量，這個是由刀具生產廠家提供，另外還要根據此加工的鋁鎳合金機匣作調整。

步驟4：利用UG軟件規劃數控加工刀具路徑,具體要點如下

(a)建立機匣零件的UG模型,該模型包括機匣幾何體模型及毛坯幾何體模型，并通過裝配方式將其組合成UG模型。