多轴摆线铣在整体叶盘粗加工中的应用.pdf

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1、栏目主持：索菲娅多轴摆线铣在整体叶盘粗加工中的应用沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司(辽宁110043)朱丽侯波汪欢王梁丞摘要：本文主要针对高温合金难加工材料中小型整体叶盘的粗加工过程，如何采用多种摆线铣方式进行粗开槽加工，阐明了摆线铣方案和其他加工方案的不同之处及其优势，并对多轴摆线铣编程方式加工特点进行说明，为难加工材料的中小型整体叶盘加工提供了一种有效方法。差，导致刀具成本极高。尤其是当材料为高温合金难加工材料小型整体叶盘(直径6001TIm以时，数控铣加工开槽是一件困难下)，加工中，刀

2、具长径比(刀的事情，刀具成本极高。具悬伸长度／刀具直径)大，寿因此，选择合理的铣削方案命短这一问题尤为突出。如何有是关键。通常整体叶盘的粗铣方案效地解决效率与成本的关系，是有插铣、等高线铣削(层铣)、摆线铣削、高进给铣削、钻削+中小型叶盘在粗加工中的重要问光整等。由于刀具直径小，多为题。本文通过MAXPAC软件的整体硬质合金刀具，上述方案的u形导轨功能获得多轴摆线铣轨优劣也显现出来。如附表所示。迹，及选取合理的刀具类型及参当整体叶盘加工可使用刀数，为中小型难加工材料整体叶具小于12mm，材料为高温

3、合金盘的粗开槽提供一种可靠的加工整体叶盘作为高推重比为等难加工材料时，由于刀具直径方法。小，刚性差，层铣时刀具受径向特征的先进航空发动机的关键部1．中小型整体叶盘的粗开件，结构更加复杂，技术要求更力大，切每层中均有满刀切削，槽数控铣加工方案分析加严格；其制造技术既是先进发动再因整体叶盘的粗开槽两侧面是机的关键技术，也是当今机械制造中小型整体叶盘一般直径小由叶盆、叶背两个不同的自由曲于600mm，叶盘间距小(仅10～面构成，导轨的每刀余量均不相中的尖端技术，涉及到计算机辅助设计的三维造型、模拟仿真加

4、工、14mm)，可选用刀具直径12～同，即刀具时刻受到的切削力不高速高效数控加工、三维曲面测18mm，刀具直径比可达5以上，同，因此，进行层铣加工时，刀量及毛坯制造等先进技术。铣削方案对比目前，整体叶盘主要采用数序号方案优劣控铣削方式进行加工，从毛坯到1插铣切削力方向主要为轴向，利于刀具空刀多，当刀具直径小时，寿命增加进给步距小，刀具刚性差。成品的加工过程中，约有90％2层铣材料去除率高，设备要求低，空走刀具径向力大，尤其加工难少加工材料时，刀具寿命短的材料被去除，其绝大部分在叶3摆线铣削侧刃铣削

5、，切削薄，切削过程稳定材料去除率低于层铣盘粗开阶段完成，且整体叶盘材4高进给需要特殊刀具(如飞碟铣铣削加工效率高，切削力小刀)料多为高温合金、钛合金等难切，编程要求高5钻削+利用钻削的去除大余量，减轻刀具需要进行二次光整，去除余肖0材料，其流道窄、刀具可达性光整悬伸时余量去除的压力量不规则，效率低536O一参-，‘磊『两，_冷碍加朋工具磨损快，刀具寿命短，当悬伸叶盘粗开槽编程时，需要根据叶整体叶盘中都是采用摆线铣进行增加时尤为明显。选择插铣时，型扭转和曲率，手工调整刀轴的粗加工，主要从加工效率方面

6、考由于刀具直径小，切削槽尺寸有方向，获得导轨。由于叶型所构虑，在保证良好的加工余量和合限，插铣的步距有明显的限制，成的腔体并不是完全敞开，且流理的刀具寿命前提下，采用多刀轨数量增加，空走刀数量也明道宽度不是恒定的，叶型留有残轴的加工方式，如果条件允许，显增加，当进行小悬伸比区域加余需要通过光整使叶型余量均应尽量选择固定轴方式(3+2方工时，效率低于层铣。大悬伸比匀。式)，使整个加工系统获得良好区域加工时，刀具的刚性也有所为了解决摆线铣后的二次光的刚性，提高加工效率。限制，加工效果不如大直径刀具整问

7、题，能够通过摆线铣方式直如果需要四轴或五轴联动才的插铣。高进给铣削可以用伊斯接将叶型加工到位，可以利用整能完成，应尽可能选用四轴，或卡的飞碟铣刀进行，采用层铣的体叶盘编程软件MAXPAC实现。允许部分叶型位置不均，同时减方式加工，将刀具受到的力方式通过利用u形导轨的编程方式，少切削厚度，以减弱因刀轴变化转换成轴向，加工效率提高，但设置合适的步距及退回距离，并而产生的切削变化。是对编程要求高，需要均匀的切在转角处增加大小适中的，可3．结语深，才能保证加工平稳，应避免以获得理想的叶型粗糙度。该种多轴摆

8、线铣是一种稳定的加多次的进退刀，否则易损伤刀摆线铣导轨为非规整的长方形导工过程，能保证切削的均匀，可具，影响刀具寿命。轨(带转角)，可以均匀地加以有效地提高刀具的寿命。在中钻削+光整方式主要由于需工出叶深型面，无需进行光整加小型难加工材料整体叶盘的粗开要二次光整，切钻削后余量不工。该种编程方式可以获得联动槽加工中，多轴摆线铣加工可以均，光整效率低；摆线铣削属于加工导轨，极大地提高了刀具的克服叶型流道的不规则，又避免侧刃加工，通过圆弧或摆线可有可达性。了二次光整加工，使刀具自始至效地