[发明专利]复材叶片前缘钛合金加强边内外同步对称铣加工方法

摘要

本发明公开了一种复材叶片前缘钛合金加强边内外同步对称铣加工方法，步骤一、根据待加工加强边的大小选择适当尺寸的方形毛坯或模锻毛坯，在三坐标数控铣床上快速铣削得到加强边的外轮廓；步骤二、根据加强边内腔的尺寸，筛选出n种不同的刀具，根据n种刀具的球头半径，将加强边中能进行对称铣加工的区域划分为n个加工子区域；步骤三、对加工子区域交替完成粗铣、半精铣和精铣，实现对加强边压气面与吸气面重叠区域内外同步加工。解决了现有技术中发动机前缘钛合金加强边精密加工的变形控制问题。

主权项

1.复材叶片前缘钛合金加强边内外同步对称铣加工方法，其特征在于，所述复材叶片前缘钛合金加强边是发动机的复材叶片前缘钛合金加强边，按照以下步骤实施：步骤一、根据待加工加强边的大小选择适当尺寸的方形毛坯或模锻毛坯，在三坐标数控铣床上快速铣削得到加强边的外轮廓；步骤二、根据加强边内腔的尺寸，筛选出n种不同的刀具，根据n种刀具的球头半径，将加强边中能进行对称铣加工的区域划分为n个加工子区域；具体方法为：将加强边的曲面加工区域划分为吸气面区域SSTOL、压气面区域低边区域SPTOL和内槽底部圆弧区域SB，吸气面区域简称高边区域，压气面区域简称低边区域，适用进行同步对称铣加工的区域是高于内槽底部圆弧区域的高边内外侧S_S与低边曲面内外侧S_P；设定S_S中和S_P相比高出的部分区域为高边单独区域重叠的部分区域为高边重叠区域加工与S_P区域时，将它们划分加工子区域的步骤为：步骤1、根据叶尖处内腔尺寸，筛选出n种球头半径不同的球头刀或锥形刀；步骤2、假设内腔精加工所用球头刀按球头部分直径依次减小分为n类，分别为{d₁,d₂,...,d_i,...,d_n}(1≤i≤n)，则与S_P可分别被分为n个区域；步骤3、设定沿叶尖到叶根方向为u向，0≤u≤1，即叶尖为u＝0，叶根为u＝1；内腔开口方向为v向，0≤v≤1，即内腔底部为v＝0，内腔开口处为v＝1；对于给定加工刀具直径为d₁，在给定u＝u₀可得到等u₀参数线为B^S(u₀,v)和B^P(u₀,v)，进而可分别得到内腔中到两侧距离为d₁/2的等距曲线和其中：u0表示给定的任意u向参数；d1表示给定刀具直径；B^S(u₀,v)表示高边重叠区域上在u＝u₀等u₀参曲线；BP(u0,v)表示低边曲面内外侧SP上在u＝u0等u0参曲线；nS表示BS(u0,v)上任意一点法向矢量，方向为指向内腔方向；nP表示BP(u0,v)上任意一点法向矢量，方向为指向内腔方向；步骤4、求取等距曲线和的交点P_d1；步骤5、寻找P_d1到等参线B^S(u₀,v)上的垂足点以及到等参线B^P(u₀,v)上的垂足点两个垂足点即为侧壁上的切触点；其中，代表点在B^S(u₀,v)上指向P_d1的法向矢量；代表P_d1点在B^P(u₀,v)上指向P_d1的法向矢量；步骤6、由于与已求得，而u₀已知，故可分别得到与在v向参数和步骤7、对n类刀具，逐个重复上述步骤3至步骤6，分别得到和S_P的一系列v向参数和步骤8、分别按照和取和S_P上的u向等参线，至此，和S_P将被n条等v参线划为n个区域，并对划分区域沿内腔开口至内腔底端方向即‑v方向进行编号即为{1,2,...,i,...,n}；步骤三、对加工子区域交替完成粗铣、半精铣和精铣，实现对加强边压气面与吸气面重叠区域内外同步加工，具体方法为：当对称区域位于高边区域时，其交替对称粗加工、半精加工、精加工的过程是：当对称区域位于与S_P重叠区域上时，其交替对称粗加工、半精加工、精加工的过程是：