一种基于控制线的航空发动机整体叶盘环形刀加工方法技术

本发明专利技术提供了一种基于控制线的航空发动机整体叶盘环形刀加工方法，涉及数控加工领域，利用控制线计算环形刀切削整体叶盘叶片的刀位点和刀轴矢量，规划叶盘铣削刀位轨迹，并且应用于整体叶盘的加工，本发明专利技术完成了基于控制线的整体叶盘通道环形刀四轴加工的刀具路径规划，将控制线方法应用到了环形刀加工中，本发明专利技术不仅显著提高了整体叶盘的加工表面质量，而且提高了加工效率，减少了工时和加工成本，另一方面，由于刀具寿命的提高，使得一把刀具在过度磨损前加工完大尺寸风扇叶盘的一个叶片表面成为了可能，避免了分区域加工造成的接刀痕迹明显的现象。

A control line based machining method for integral blade ring knife of aero engine

The present invention provides a control line based on Aeroengine blisk processing method of circular knife, relates to the field of CNC machining, the axis vector control calculation of annular cutter cutting blisk blade cutter and cutter path planning, leaf disc milling cutter, processing and application in the whole leaf disc of the invention. The tool path planning of whole leaf disc cutter line of control channel based on four axis machining, the control line method is applied to the annular cutter of the invention not only can significantly improve the surface quality of blisk, and improve the efficiency, reduce working hours and processing costs, on the other hand, the improvement of tool life, making a knife in excessive wear before the finished size of a fan blade surface of leaf disc became, to avoid the regional processing caused by the trace A marked phenomenon.

【技术实现步骤摘要】
一种基于控制线的航空发动机整体叶盘环形刀加工方法
本专利技术涉及数控加工领域，尤其是一种整体叶盘环形刀加工方法。
技术介绍
新型高推比高性能航空发动机的低压压气机风扇和高压压气机转子普遍采用开式整体叶盘结构，相比于传统的叶片和轮盘装配的结构，整体叶盘省去了连接部件，减少了部件数量，使发动机结构大为简化，重量减轻，因此整体叶盘结构在航空领域得到了广泛应用。然而，整体叶盘具有结构复杂、开敞性差、叶片薄、加工变形控制难等工艺特征，这给整体叶盘的加工带来了很大的困难，主要表现在：(1)结构复杂、开敞性差，刀轴方向难以确定，数控加工编程难。叶盘叶片大多采用宽弦、大弯扭、大展长、叶片多的结构，使得叶盘通道越来越窄，完成加工必须采用细长刀具，所以在编程中尽量选择刀长较短的刀轴方向，以提高刀具刚性。(2)材料难加工、切除材料多，加工效率低，叶片薄，残余应力变形控制难。整体叶盘材料多为钛合金、高温合金等难加工材料，其热硬度和热强度均很高，切削过程中表现出很高的动态切变强度，加剧刀具切削刃的磨损，同时工件和刀具之间的粘结行为容易形成不稳定的积屑瘤，降低工件表面的加工质量。整体风扇叶盘的加工中，由于其材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于控制线的航空发动机整体叶盘环形刀加工方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1、根据整体叶盘通道的模型，构造通道加工所需的球头刀无干涉刀轴控制线；步骤2、将球头刀的控制线应用到环形刀的四轴通道加工中，具体步骤如下：(1)在加工同一叶盘通道时，采用直径相同的环形刀和球头刀进行刀位点和刀轴矢量计算；(2)选择环形刀和球头刀的加工区域相同，采用四轴加工，球头刀刀轴矢量为刀心点和控制线上等高的点的连线，球头刀、环形刀和被加工表面同一个切触点切触，且球头刀、环形刀的刀轴矢量和加工曲面在切触点处的法矢所成的夹角相同时，两种刀具的刀轴矢量平行；步骤3、基于切触关系计算出不通过控制线的环形刀的刀轴，计算步骤...

【技术特征摘要】
1.一种基于控制线的航空发动机整体叶盘环形刀加工方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1、根据整体叶盘通道的模型，构造通道加工所需的球头刀无干涉刀轴控制线；步骤2、将球头刀的控制线应用到环形刀的四轴通道加工中，具体步骤如下：(1)在加工同一叶盘通道时，采用直径相同的环形刀和球头刀进行刀位点和刀轴矢量计算；(2)选择环形刀和球头刀的加工区域相同，采用四轴加工，球头刀刀轴矢量为刀心点和控制线上等高的点的连线，球头刀、环形刀和被加工表面同一个切触点切触，且球头刀、环形刀的刀轴矢量和加工曲面在切触点处的法矢所成的夹角相同时，两种刀具的刀轴矢量平行；步骤3、基于切触关系计算出不通过控制线的环形刀的刀轴，计算步骤如下：(1)在同一切触点且刀轴平行的条件下，得出环形刀与球头刀的切触关系；(2)根据环形刀与球头刀的切触关系，得出两刀轴在曲面法矢方向上的距离，与法矢方向成固定夹角的刀轴构成一个顶点在法矢线上的锥面，为了满足四轴加工，利用通过锥面顶点的摆刀平面截取该锥面，得到两个刀轴，其中一个刀轴与刀位点确定的刀具位置与叶片有相交，即发生干涉，去除发生干涉的刀轴，剩余的刀轴即为环形刀的刀轴；步骤4、根据切触点、球头刀的刀轴及刀心点和法矢，计算出不通过控制线的环形刀的刀心点，计算步骤如下：(1)在加工曲面加工侧法矢方向上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田荣鑫，任军学，张晓峰，姚倡锋，单晨伟，梁永收，文学谦，沈亚超，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61