CAM叶片盘加工的研究.pdf

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1、精密制造与自动化2011年第3期基于CAD／CAM叶片盘加工的研究甘前伟王思晔(中航工业南方航空工业(集团)有限公司湖南株洲412002)摘要介绍了航空类扩压器中叶片盘的加工，重点分析了中叶片盘零件加工的工艺，模型建立、粗加工、精加工和切削参数，讨论了NC软件的后置处理程序。运用仿真加工，进行过切检查，优化进给率。在完成编程和仿真以后进行了试切削，将合格率提高到95％以上之后，开始小批量生产。研究表明，成熟的工艺方案和完善的编程方法再配上一个合理的切削参数能够减少零件变形，可以提高加工效率。关键词叶片加工CAM编程切削

2、参数开粗航空类扩压器种类有很多种，这类零件叶片的压器关键部件叶片盘的加工。下面进入主要的叶片精度和光顺度关系到发动机性能，如何选用合理的加工工序。工艺参数，提高产品质量，节约加工成本是制造企1．2建立模型业获得竞争优势的重要条件之一。先建好3D模型，有利于更全面准确地分析零件。CAM软件目前很多，使用功能强大的NX6进行1工艺与编程建模及编程。建好叶片盘的CAD模型，检查模型有1．1制定工艺没有错误，将叶片的样条进行光顺分析，用光栅检图1所示是某航空动力公司生产的扩压器中的查模型曲线有没有扭曲，最好用NX光顺功能在允主

3、要部件叶片盘的示意图，端面有19个径向叶许的公差内进行光顺，对叶型的原始数据进行光顺片，轮廓度为0．1mm，径向叶片的最厚处是中间的处理是很关键的，是数控加工的源头，防止在后面1．44mm，最薄处是叶尖，厚度为0．4mm，很容易的程序编好后发现模型有问题，返回重新建模而浪卷边、让刀、变形，一般超差的点都在叶尖处，而费大量的时间。叶尖又是控制出气口的总面积，如果总面积偏大或1．3粗加工偏小或者不合格的话就影响发动机试车的性能，这完成建模之后就是编程了，先对径向叶片开个尺寸也是扩压器的关键尺寸之一。叶片高度是比粗，后对轴向

4、叶片开粗。按照支靠、定位、固定进较容易保证的。轴向57个叶片，轮廓度0．15mm，行装夹，径向叶片在3轴立式加工中心上加工，轴对加工水平也是一个不小的挑战。向叶片在4轴联动卧式加工中心上进行。编程的时候先选择好刀具，径向相连叶片最小问距14mm，轴向相连叶片最小问距8mm，刀具见表1。余量设置叶片单边1mm、流道面0．5mm留给精铣。开粗要高效率地去除大余量材料，利用NX的型腔等层铣削命令完成径向叶片，再用多轴曲面铣开轴向叶片。材料是锻件PH17-4(0Cr17Ni4Cu4Nb)不锈钢材料。1．4精加工图1扩压器叶片盘

5、示意图这是加工最难的地方。19个径向叶片很薄，先加工叶尖，再加工叶盆、叶背，不要用绕铣加工，从根据制造经验，先制定加工策略，按照车工拉上往下、从外往里，进行顺势铣削。这里NX用平面方一数铣开粗一消除应力一磨工修基准一精车一铣就可以了，但是要做辅助的面、线进行编程，抽取精铣径向19个叶片一精铣轴向57个叶片，来完成扩样条，编辑曲面，完成程序的编制；57个轴向叶片精密制造与自动化2011年第3期要4轴联动曲面加工，依旧先加工叶尖，再用NX曲面驱动加工流道，最后用顺序铣精铣关键尺寸叶型ap面，这里还要加入半径补偿事件，为实际

6、精加工准备。余量设置，叶片加工次序是第一刀为0．7mm，第二刀为0．2mln，最后一刀为0．1mm，这样正好去除lmllq的加工余量。底面公差容易保证，一次进给0．5iilin：一—⋯(1)即加工到位。部分刀路如图2所示。√D一(D印一2)=nZ。(2)簟图3铣刀和球头铣刀平均切屑厚度和走刀量之间的关系图3中，ae为径向切深，％为轴向切深，当a。越小，h图2Nx三维编程轴向叶片刀路就越小，当h小于0．02111111时，效率不但低，而且切削刃没有那么锋利，反而不是切，而是挤零件。叶片1．5切削参数精加工削厚度a。=0．

7、1时，设h为0．0181Tim(加工比较加工叶片用了极小的切宽是为了减少叶尖理想)，按式(1)计算得=0．08IllIn，再按式(2)变形。虽然走刀次数多，但是后面由于高速进给，加计算得vf=800mm／min，这个进给量对常规加来工效率并不低，而且质量得到保证，工艺参数见表1。说很高，但是这是正确的、科学的。表1叶片加工工艺参数2后置处理径向叶轴向叶径向叶Nx软件附有数控加工后处理模块一Post名称轴向叶片片Builder，这个模块不需要复杂的tcl语言编写，而刀具直径是图形化构造，简单、实用。运用它可以针对各种D1

8、2R0．4D8R0．5D8RO-3D8R0．3D6R0．5／mm数控机床设备生成机床后处理文件。齿数Z44555其实NX自带了几个后置处理程序，但是要根据转速自己的机床控制系统格式设定后置处理。一般机床15052630200030005320／(r／min)的后置处理程序的构建只要把控制系统、机床坐标切深／ram63．5O．5O．