轴流式闭式叶轮的五轴加工技术

闭式叶轮的结构比较复杂,通常采用分层侧铣和定轴插铣两种加工方式进行粗加工。基于五轴加工技术,采用闭式叶轮通道定轴高速铣削的加工方法,借助刀轴优化技术,高效地完成轴流式闭式叶轮的五轴加工。     

整体叶盘复合铣削机床设计

通过盘铣、插铣实验,验证了盘铣应用于整体叶盘加工的可行性,在此基础上提出整体叶盘复合铣加工工艺,将盘铣、插铣、侧铣集成于一台机床上,盘铣用于开槽粗加工、插铣用于曲面成形、侧铣用于除棱清根,实现一次装夹完成整体叶盘的粗加工、半精加工、精加工。以某发动机一级风扇盘开槽粗加工为例,通过UG仿真复合铣、插铣+侧铣、侧铣三种工艺过程,计算出三种工艺的加工时间,计算结果表明复合铣工艺的加工效率是插铣+侧铣的2倍,是侧铣工艺的10倍左右,验证了复合铣工艺的高效性。基于复合铣工艺思想,设计了复合铣机床的整体结构,由高刚性、大扭矩的盘铣、插铣主轴系统实现整体叶盘的复合铣加工,以满足加工的要求。     

开式三元叶轮高效率数控粗加工策略

论述了五轴数控粗加工的高效铣削策略和关键技术,对于影响数控粗加工效率的主要因素进行了分析,对于高速钢铣刀和硬质合金铣刀采用侧铣和插铣数控加工方法以及刀具选择进行了简要叙述,并且通过大量三元叶轮实际加工总结了一种面向三元叶轮加工特征、考虑刀具寿命的粗加工策略的原则,使三元叶轮的加工效率大大提高。     

面向特征的整体叶轮五轴数控加工技术

基于特征制定整体叶轮数控加工工艺,同时兼顾叶轮的工作要求和加工刚度,利用UGNX3.0提供的Interpolate方式规划流道特征的开粗加工和精加工轨迹,Swarf方式规划叶片特征的侧铣加工轨迹.经过仿真验证加工轨迹的合理性,最后使用配有HNC-22M数控系统的五轴加工中心VMC-1100成功加工了整体叶轮.     

直纹面叶轮插铣加工关键技术

为提高整体叶轮的粗加工效率,弥补目前商用计算机辅助制造软件在五坐标插铣加工能力方面的不足,研究了直纹面叶轮五坐标插铣加工的关键技术。根据直纹面叶片的偏移边界矢量,利用四元数插值方法计算插铣加工的刀轴矢量,提出并推导了五坐标插铣加工的行距和步距计算公式,保证了插铣加工的材料去除率和加工效率。依据上述算法自主开发了整体叶轮五坐标插铣加工专用计算机辅助制造软件,并对该软件生成的刀具轨迹进行了仿真和实际加工验证。结果证明,该方法在一定程度上提高了叶轮零件的粗加工效率。     

整体叶轮五轴数控插铣加工刀位轨迹生成算法研究

为了提高整体叶轮粗加工效率和质量,提出了一种整体叶轮五轴插铣加工刀位轨迹的计算方法。根据整体叶轮的几何特征和插铣特点,定义与叶轮轴线垂直的截平面族,构造截平面与叶片型面交线的单侧包络直线族,作为边界面加工刀位,在边界面刀位之间插值,得到整个流道的插铣加工刀位轨迹。运用UG/Open API开发了整体叶轮插铣加工软件模块,最后通过实例验证了所提出的方法是有效的。     

任意扭曲叶轮五轴数控侧铣的算法研究

为提高任意扭曲叶轮五轴整体铣制的加工质量和效率,在粗铣阶段,拟合出一个"加厚"的单一直纹面叶片来包络任意扭曲叶片,实现用侧铣来完全代替点铣加工;在半精加工阶段,对侧铣粗加工作出改进,选取符合条件的原设计任意曲面的型值线作为分界线,分段进行直纹面的拟合,实现分段侧铣,同时兼顾高效性和叶片成形面精确度要求。并以某型号叶轮为例,通过整体建模、数控编程以及实际加工验证了算法在实践中的可行性。     

钛合金整体叶轮铣削参数多目标优化

钛合金整体叶轮是一种集合了钛合金难加工材料和整体叶轮难加工结构于一体的复杂零件。针对其加工困难、工艺参数选择难等问题,首先采用正交试验结果建立了铣削力和表面粗糙度经验预报模型;其次,根据叶轮粗加工特点建立工效率最高、加工成本最小的多目标规划模型,根据叶轮精加工要求建立加工效率最高、加工质量最优的多目标规划模型,并用优化的NSGA-Ⅱ算法进行求解;最后,进行加工效率试验对比,相比于初始设置的经验铣削参数,优化后参数进行加工,提高了24. 1%的加工效率。实际应用表明:优化的铣削参数最优解集,方便了工艺人员在不同生产状况下最优参数的选择和调整。     

双盘铣刀切齿加工及其应用

大模数圆柱齿轮的数控铣齿加工具有机床运动简单、加工效率高的优点。为了进一步提高大模数圆柱齿轮的粗铣加工效率,提出了一种基于双刀盘铣刀的高效铣齿粗加工方法。一方面,建立双刀盘铣削的齿槽余量数学模型,得到双、单刀盘铣削方式的齿廓余量与齿轮模数之间变化规律。另一方面,综合考虑双、单刀盘铣削方式的加工时间成本、刀具损耗成本和后续精加工的刀具损耗成本,建立两种铣削方式的铣削成本数学模型,分析铣削成本与齿轮模数之间的关系。最后,通过铣削加工实验、各轴受力和切削转矩实验等,验证了双刀盘铣齿加工方式可以有效地解决铣齿粗加工问题。     

肯纳金属公司推出Mill 1-7高性能方肩铣刀

作为精加工Mill1平台的最新补充,Mill 1-7是肯纳金属公司用于小直径铣削加工的解决方案.这款新产品为航空航天、能源和通用加工应用中的坡铣、槽铣及插铣而设计,是一款多样化的刀具,可用于需要使用小直径立铣刀进行粗加工和精加工场合. 多功能Mill 1-7刀具可用于方肩铣削、坡铣、槽铣、插铣及螺旋插补铣削,使用一种刀片就可以提高生产效率、减少库存并降低加工成本.小型Mill 1-7刀片可用密齿刀具替代较大的刀片,并提供更大的进给和更高的金属切削率.