闭式整体叶盘五坐标插铣刀位轨迹规划

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1、第31卷第1期2010年1月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAV01．31No．1Jan．2010文章编号：1000一6893(2010)O卜0210-07闭式整体叶盘五坐标插铣刀位轨迹规划任军学，谢志丰，梁永收，姚倡锋，刘博(西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，陕西西安710072)5-axisPlungeMillingPathPlanningofClosedBliskRenJunxue，XieZhifeng，LiangYongshou，Y

2、aoChangfeng，LiuBo(TheKeyLaboratoryofContemporaryDesignandIntegratedManufacturingTechnology，MinistryofEducation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)摘要：针对闭式整体叶盘通道开槽工艺问题，研究了叶盘通道五坐标开槽插铣加工方法。进行了闭式叶盘通道可加工性分析，给出了通道加工区域划分方法；基于最小面积原理研究了叶盘插铣通道边界

3、最佳直母线求解算法，分别针对叶片曲面及叶盘内外环面，提出了通道偏置直纹包络面的生成方法，给出了闭式整体叶盘五坐标插铣刀位轨迹。研究结果表明：该方法能解决闭式整体叶盘通道插铣区域划分和直纹包络面生成问题，可有效实现闭式整体叶盘的五坐标开槽粗加工。关键词：闭式整体叶盘；铣削；边界线；直纹包络面；刀位轨迹中图分类号：V261文献标识码：AAbstract：WithregardtOtheslotprocessofclosedblisk，a5-axisslotplungemillingmethodofclose

4、dbliskisstudied．First，thisarticleanalyzesthemachinabilityofbliskchannelandproposesthechannelregiondivisionmethod．Then，thealgorithmtOsolvethebestruledgeneratrixofplungingmillingchannelboundaryispresen—tedbasedontheleastareaprinciple．Themethodisaddressedt

5、Ogeneratetheruledenvelopesurfacesinviewofblade-offset-surfacesandinternalandexternalring-offset-surfaces，respectively．5-axisplungemillingtoolpathofclosedbliskispresentedfinally．Theresultsshowthatthechannelregiondivisionandtheruledenve-lopesurfacegenerat

6、ingcanbesolvedbythisapproach，andtheslotplungemillingofclosedbliskcanbea—chievedeffectively．Keywords：closedblisk；milling；boundaryline；ruledenvelopeSurface；toolpath闭式整体叶盘是现代高推重比航空发动机采用的新结构，该结构采用了内／外环与叶片一体化结构，减少了结构间的连接，避免了榫头气流损失、减少了结构重量和零件数量[11；在气动布局上采用了宽弦

7、、弯掠叶片和窄流道，提高了气动效率；同时使发动机结构大为简化，推重比和可靠性得到了进一步提高[2]。目前，我国在新型发动机设计中也采用了整体叶盘结构，但是其数控加工制造技术成为制约其快速应用的重要难题。整体叶盘锻造毛坯一般为矮圆柱状，与最终零件的形状存在较大差别。从毛坯到成品的加工过程中，约有90％的材料被切除，其中绝大部分是在叶盘通道的粗加工阶段完成的。因此，整体叶盘通道开槽粗加工工艺的优劣对其加工效率具收稿日期：2009—09—01；修订日期：2009—10～19基金项目：国家科技支撑计划(200

8、8BAF32810)；。高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(2009ZX04014—053)通讯作者：任军学E—mail：rjxl968@nwpu．edu．ca有重要的影响作用。整体叶盘制造技术属国际性难题，且被国外严密封锁。目前国内关于整体叶盘数控加工的文献较少：西北工业大学研究了整体叶盘插铣和侧铣开槽方法，但都是针对开式整体叶盘进行的研究[3巧1；目前尚未有关于闭式整体叶盘开槽粗加工的文献。本文针对闭式整体叶盘结构特点研究了其插铣开槽方法，提出