[发明专利]一种基于在线测量的闭式叶轮加工接刀痕控制方法

说明书

本发明公开了一种基于在线测量的闭式叶轮加工接刀痕控制方法，首先保证加工叶片前的零件形位公差要求，安装找正后进行正反开粗加工，之后通过自然时效释放应力，补偿数控机床零点后再次安装零件，测量零件中心位置，同样在A0和C0状态下测量销孔中心位置；然后确定零件角向值及零件中心的初始位置角；假设叶片总数为N，通过G代码将机床坐标系寄存器中的X轴、Y轴数值分别设定为X_1,n、Y_1,n，调用设定的寄存器作为程序坐标零点，进行反面叶片型面的精加工；翻转工件采用相同方法进行正面精加工。本发明综合考虑了装夹偏差、应力变形、零件形位公差对叶片接刀影响，显著提高叶轮或叶盘加工的接刀精度。

技术领域

本发明涉及一种加工控制方法，具体涉及一种针对闭式叶轮加工接刀痕迹的控制方法，属于数控加工技术领域。

背景技术

航空发动机被视为工业皇冠上的明珠，而叶轮/叶盘则是航空发动机制造中难度最大的零件之一，叶轮加工水平的高低很大程度上代表了一个国家的五轴数控加工能力的强弱。在发动机或者燃气轮机设计中，为了达到一定的性能指标，有些叶轮被设计成闭式叶轮/叶盘，即除了所有叶片的叶根部位由内轮毂连接外，每个叶片的叶尖部位也由外轮毂而连接在一起。在进行这类叶轮加工时，除了存在由于叶片型面复杂带来的五轴编程困难、对机床和操作人员要求高等等问题外，还有一个较大的难点——即接刀痕难以控制。因为相比于开式叶轮/叶盘，闭式叶轮/叶盘的结构特点导致刀具空间可达性更差，往往需要采用分别从正反两面进刀的方式来完成加工。不可避免的，两部分加工型面对接位置将会存在一条接刀痕迹。接刀痕迹的存在既影响到产品外观，同时还会对叶轮的工作性能产生一定的影响。因而采取有效措施控制接刀痕的大小具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于在线测量的闭式叶轮加工接刀痕控制方法，综合考虑了装夹偏差、应力变形、零件形位公差对叶片接刀影响，显著提高叶轮或叶盘加工的接刀精度。

一种基于在线测量的闭式叶轮加工接刀痕控制方法，该方法的实现步骤如下：

步骤一、通过磨削工序，保证正反端面平行度在0.01mm以内；之后通过车削保证外圆与端面垂直度在0.02mm以内；

步骤二、安装并找正工装，保证与零件贴合的工装端面跳动在0.005mm以内；

步骤三、安装并找正零件,利用零件上的销孔定出零件角向，并进行正反两面开粗加工；

步骤四、将粗加工后的零件拆下并放置2-3天进行自然时效；

步骤五、开始精加工前校准五轴数控机床各轴零点；

步骤六、将自然时效后的零件安装到工装上，与使其反面朝上并保证零件端面与工装端面紧密贴合；利用测头和机床自带测量外圆中心功能测量零件中心位置；同样在A0和C0状态下，利用机床自带测孔中心功能测量销孔中心位置；

步骤七、确定零件角向值θ及零件中心的初始位置角α；

步骤八、假设叶片总数为N，当销孔位于X轴正向方向时被加工叶片序号记为1，沿工件逆时针方向叶片序号依次为2，3，4……N在宏程序中计算加工第n个叶片所需要的工件坐标系零点在机床坐标系中的位置；

步骤九、通过G代码将机床坐标系寄存器中的X轴、Y轴数值分别设定为X_1,n、Y_1,n，并将该寄存器C轴数值设置为：

步骤十、调用步骤九中设定的寄存器作为程序坐标零点，使用机床的RTCP功能，进行反面第n个叶片型面的精加工；

步骤十一、如果nN，n＝n+1，重复步骤九和步骤十，直至完成零件反面所有叶片的精加工；