[发明专利]一种整体叶轮粗铣圆角加工方法

说明书

本发明公开了一种整体叶轮粗铣圆角加工方法，采用从两侧进刀对接铣削加工方式以减小刀具悬伸，同时采用回字形铣削，降低每刀的切深。包括以下步骤：S1.划分加工区域；S2.根据刀具直径的上下限选取原则选取加工刀具的直径；S3.选定加工步距范围；S4.选取回字形铣削参数。采用本发明技术与传统粗铣圆角加工相比，能够有效避免刀尖部位异常磨损和为降低磨损造成的增加余量分布而降低的切削效率，同样的加工区域能够减少刀具消耗50％，提高刀具切削效率40％以上，具有非常高的应用价值。

技术领域

本发明涉及航空发动机整体叶轮数控铣削技术领域，特别涉及一种整体叶轮粗铣圆角加工方法。

背景技术

整体结构叶轮是航空发动机上采用的关键零件，整体叶轮叶片通常采用数控铣削加工，整体叶轮粗铣圆角时当刀具悬伸大于五倍刀具直径时，加工过程中刀具会产生振动，影响刀具寿命和加工效率，当参考刀具直径过大，粗铣圆角刀具直径较小，被加工材料将刀具直径包裹超过二分之一时，刀具会产生崩刃，刀具寿命和加工效率会大幅降低。

风扇整体叶轮的特点是叶片长度大于叶片高度，刀具长径比在五倍以下时，粗铣圆角加工中通常采用径向加工方式，由于粗铣圆角之前的刀具往往选用直径较大的刀具粗加工来提高加工效率，所以在圆角部位会造成很大的材料残留，采用径向加工时刀具刀尖部位容易被材料包裹住，产生瞬时振动，会造成刀尖部位崩刃，刀具失效。为了避免刀尖部位包裹，可以将被加工材料余量分解成多工步进行加工，但切削效率会显著降低。当加工刀具悬伸五倍径以上时，采用沿叶轮轴向插铣加工方法，此种加工方式可以将刀具悬伸降低，但加工时同样会产生刀尖部位为材料包裹的问题，为了提高刀具寿命只能将被加工材料余量分解，牺牲切削效率。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种整体叶轮粗铣圆角加工方法，针对航空发动机整体叶轮粗铣圆角加工。通过采用本技术可以有效提高刀具使用寿命，降低刀具刀尖部位异常磨损，提高切削参数进而提高加工效率，达到高效低成本制造整体叶轮的目的。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种整体叶轮粗铣圆角加工方法，采用从两侧进刀对接铣削加工方式以减小刀具悬伸，同时采用回字形铣削，降低每刀的切深。包括以下步骤：

S1.划分加工区域；

S2.根据刀具直径的上下限选取原则选取加工刀具的直径；

S3.选定加工步距范围；

S4.选取回字形铣削参数进行加工。

步骤S1中，将被加工区域沿轴向划分为上下两个半区，上下半区刀具悬长尽量接近，最好采用同一刀具悬长，以减少加工中换刀次数。

步骤S2中，刀具直径的选取原则是按照对叶片粗开槽时的刀具直径为参考上限，叶片最终圆角直径为参考下限，选用上下限之间的直径尺寸作为本次发明的加工刀具直径。

步骤S3中，由于刀具刀尖中点的线速度为零，根据步骤S2选择的刀具直径，选取步距为0.04-0.08倍的刀具直径，保证刀尖中点部位不接触零件表面，使刀具不被包裹在被加工材料之中，避免切削应力过大导致刀具崩刃。

步骤S4中，回字形铣削圆角的加工切削参数由零件材料决定，不锈钢线速度选取范围为40～60m/min，钛合金线速度选取范围为80～120m/min，高温合金的线速度选取范围为30-45m/min，每齿进给量选为0.05～0.08mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明技术与传统粗铣圆角加工相比，能够有效避免刀尖部位异常磨损和为降低磨损造成的增加余量分布而降低的切削效率，同样的加工区域能够减少刀具消耗50％，提高刀具切削效率40％以上，具有非常高的应用价值。

附图说明