一种三元叶轮的粗铣加工方法技术

本发明专利技术公开了一种三元叶轮的粗铣加工方法，包括：通过应用软件构造三元叶轮的立体模型；根据所述立体模型上的流道的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度，将一所述流道划分为若干个加工区域；分别对各个所述加工区域上的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度进行分析，确定各个所述加工区域所对应的加工角度；将镗床工作台上的刀具的加工角度分别设置为各个所述加工区域所对应的加工角度；通过设置加工角度后的所述刀具，分别对与各个所述加工区域对应的叶轮坯料上的区域进行加工，使所述叶轮坯料上形成所述流道,完成所述三元叶轮的粗铣加工。本发明专利技术通过使用镗床工作台代替了五轴数控加工中心对叶轮坯料进行加工，降低三元叶轮的加工成本。

A Rough Milling Method for Three-dimensional Impeller

The invention discloses a rough milling method for a three-dimensional impeller, which includes: constructing a three-dimensional impeller model by application software; dividing the three-dimensional impeller into several processing areas according to the curvature of the runner surface and/or the twist angle of the blade on the three-dimensional model; and analyzing the curvature of the surface and/or the twist angle of the blade on each processing area separately. To determine the processing angle corresponding to each processing area, to set the processing angle of the cutter on the boring machine table as the corresponding processing angle of each processing area, and to process the area on the impeller blank corresponding to each processing area by the cutter after setting the processing angle, so as to form the flow channel on the impeller blank. Rough milling of the three-dimensional impeller. The invention uses a boring machine table instead of a five-axis NC machining center to process the impeller blank and reduces the processing cost of the three-dimensional impeller.

【技术实现步骤摘要】
一种三元叶轮的粗铣加工方法
本专利技术属于压缩机三元叶轮加工
，具体涉及一种三元叶轮的粗铣加工方法。
技术介绍
三元叶轮作为航空、机械、化工等行业的透平机械中的关键零件，应用越来越广泛，其中，离心压缩机的三元叶轮一般是由锻件毛坯料依次经车削、铣削加工后与轮盖焊接而成。由于三元叶轮的叶片为三维扭曲曲面，其铣削加工主要在五轴加工中心上完成，而五轴加工中心的设备采购成本以及其每小时的使用单价都较为昂贵，同时三元叶轮铣制过程中材料去除量较大，加工周期较长，因此造成三元叶轮的加工成本居高不下。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足之处，本专利技术提供了一种三元叶轮的粗铣加工方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种三元叶轮的粗铣加工方法，包括：通过应用软件构造三元叶轮的立体模型；根据所述立体模型上的流道的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度，将一所述流道划分为若干个加工区域；分别对各个所述加工区域上的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度进行分析，确定各个所述加工区域所对应的加工角度；将镗床工作台上的刀具的加工角度分别设置为各个所述加工区域所对应的加工角度；通过设置加工角度后的所述刀具，分别对与各个所述加工区域对应的叶轮坯料上的区域进行加工，使所述叶轮坯料上形成所述流道,完成所述三元叶轮的粗铣加工。本专利技术提供的一种三元叶轮的粗铣加工方法，通过根据立体模型上的流道的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度，将一流道划分为若干个加工区域，并确定各个加工区域所对应的加工角度；通过镗床工作台上设定好加工角度后的刀具对叶轮坯料进行加工，来完成三元叶轮的粗铣加工。本专利技术通过使用镗床替了五轴数控加工中心对叶轮坯料进行加工，通过设置有不同的加工角度的刀具进行流道加工，使在各个加工区域内均使用了最为适合的刀具的加工角度，不仅粗铣后流道尺寸较为精准，而且从设备采购成本以及设备每小时加工成本方面考虑，大幅度降低了三元叶轮的制造成本。附图说明图1为本专利技术示例性实施例的一种三元叶轮的粗铣加工方法的流程示意图；图2为本专利技术示例性实施例的另一种三元叶轮的粗铣加工方法的流程示意图；图3为本专利技术示例性实施例的流道被划分加工区域后的示意图；图4为本专利技术示例性实施例的又一种三元叶轮的粗铣加工方法的流程示意图；图5为本专利技术示例性实施例的另又一种三元叶轮的粗铣加工方法的流程示意图；图6为本专利技术示例性实施例的一种三元叶轮的粗铣加工装置的模块连接示意图；图7为本专利技术示例性实施例的另一种三元叶轮的粗铣加工装置的模块连接示意图；图8为本专利技术示例性实施例的又一种三元叶轮的粗铣加工装置的模块连接示意图；图9为本专利技术示例性实施例的另又一种三元叶轮的粗铣加工装置的模块连接示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，一种三元叶轮的粗铣加工方法，包括：S100、通过应用软件构造三元叶轮的立体模型；S200、根据立体模型上的流道的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度，将一流道划分为若干个加工区域；S300、分别对各个加工区域上的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度进行分析，确定各个加工区域所对应的加工角度；S400、将镗床工作台上的刀具的加工角度分别设置为各个加工区域所对应的加工角度；S500、通过设置加工角度后的刀具，分别对与各个加工区域对应的叶轮坯料上的区域进行加工，使叶轮坯料上形成所述流道,完成三元叶轮的粗铣加工。本专利技术实施例使用镗床工作台代替了五轴数控加工中心对叶轮坯料进行加工，同时通过设置有不同的加工角度的刀具进行流道加工，使在各个加工区域内均使用了最为适合的刀具的加工角度，不仅粗铣后流道尺寸较为精准，而且从设备采购成本以及设备每小时加工成本方面考虑，大幅度降低了三元叶轮的制造成本。作为一优选实施方式，如图2和3所示，在根据立体模型上的流道的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度，将一流道划分为若干个加工区域时，包括：S201、将立体模型上的叶轮中心设定为模型加工坐标系的原点，并使模型加工坐标系的方向与镗床工作台的加工坐标系的方向一致，即立体模型的Y轴垂直于工作台台面且方向向上；S202、对立体模型上的流道和/或叶片进行分析，根据具有相近的曲面曲率半径的大小及方向和/或相近的叶片的扭曲角度将流道进行划分，使流道沿立体模型的Z轴方向划分为若干个加工区域，例如，如图3所示，流道被划分为AB、BC、CD三个加工区域，通过分析AB、BC、CD三个加工区域的加工角度，并能确定AB、BC、CD三个加工区域的加工矢量方向分别为I、J、K。作为一优选实施方式，在根据立体模型上的流道的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度，将一流道划分为若干个加工区域时，还包括：根据各个加工区域上的对应的流道的深度、以及刀具对叶轮坯料进行切削的切深尺寸，分别计算出刀具对各个加工区域进行分层加工的加工次数。作为一优选实施方式，在根据立体模型上的流道的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度，将一所述流道划分为若干个加工区域时，还包括：根据各个加工区域对应的流道的曲面曲率和叶片的扭曲角度、以及各个加工区域对应的刀具的加工角度，分别确定加工各个加工区域对应的刀具的直径。作为一优选实施方式，如图4所示，在通过设置加工角度后的刀具，分别对与各个加工区域对应的叶轮坯料上的区域进行加工时,包括：S501、将叶轮坯料水平的放置在镗床工作台上，将刀具分别进行加工角度设置；S502、根据各个加工区域的加工范围，设置刀具在各个加工区域对应的加工高度和宽度范围；S503、通过刀具分别对在叶轮坯料上与各个加工区域对应的区域进行分区域加工，在叶轮坯料上完成第一道流道；S504、通过将叶轮坯料在镗床工作台上进行旋转，使叶轮坯料依次旋转至各个流道的所需进行加工的区域；S505、在各个所需进行加工的区域内通过刀具对叶轮坯料进行分区域加工，使叶轮坯料的侧壁上形成多个流道,完成三元叶轮的粗铣加工。进一步的，如图5所示，在通过将叶轮坯料在所述镗床工作台上进行旋转，使叶轮坯料依次旋转至各个流道的所需进行加工的区域时，包括：S504a，根据立体模型上的流道的数量，计算每道流道在所述叶轮坯料上所占的角度大小；S504b，将所有流道依次按顺序进行序号排列，其中，将第一道所述流道作为叶轮坯料的旋转起点并将其序号定为0，靠近第一道流道一侧的一所述流道的序号定为1；S504c，通过镗床工作台将叶轮坯料进行旋转，使叶轮坯料旋转至第K道流道的所需进行加工的区域，其中，n为流道的数量。作为一优选实施方式，在通过设置加工角度后的所述刀具，分别对与各个加工区域对应的叶轮坯料上的区域进行加工时,包括：通过刀具对叶轮坯料进行分层加工，使在与各个加工区域对应的叶轮坯料上的区域形成流道；其中，刀具的每层切深小于1mm，刀具的进给速度大于1000mm/min。通过刀具对叶轮坯料进行分层加工，可减少叶轮坯料加工过程中的振动，并通过小切深，大进给的走刀模式提高流道的加工效率，快速完成离心压缩机三元叶轮的粗铣加工。作为一优选实施方式，在通过设置加工角度后的刀具，分别对与各个加工区域对应的叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三元叶轮的粗铣加工方法，其特征在于，包括：通过应用软件构造三元叶轮的立体模型；根据所述立体模型上的流道的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度，将一所述流道划分为若干个加工区域；分别对各个所述加工区域上的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度进行分析，确定各个所述加工区域所对应的加工角度；将镗床工作台上的刀具的加工角度分别设置为各个所述加工区域所对应的加工角度；通过设置加工角度后的所述刀具，分别对与各个所述加工区域对应的叶轮坯料上的区域进行加工，使所述叶轮坯料上形成所述流道,完成所述三元叶轮的粗铣加工。

【技术特征摘要】
1.一种三元叶轮的粗铣加工方法，其特征在于，包括：通过应用软件构造三元叶轮的立体模型；根据所述立体模型上的流道的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度，将一所述流道划分为若干个加工区域；分别对各个所述加工区域上的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度进行分析，确定各个所述加工区域所对应的加工角度；将镗床工作台上的刀具的加工角度分别设置为各个所述加工区域所对应的加工角度；通过设置加工角度后的所述刀具，分别对与各个所述加工区域对应的叶轮坯料上的区域进行加工，使所述叶轮坯料上形成所述流道,完成所述三元叶轮的粗铣加工。2.根据权利要求1所述的一种三元叶轮的粗铣加工方法，其特征在于，在根据所述立体模型上的流道的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度，将一所述流道划分为若干个加工区域时，包括：将所述立体模型上的叶轮中心设定为模型加工坐标系的原点，并使所述模型加工坐标系的方向与所述镗床工作台的加工坐标系的方向一致，即所述立体模型的Y轴垂直于工作台台面且方向向上；对所述立体模型上的流道和/或叶片进行分析，根据具有相近的曲面曲率半径的大小及方向和/或相近的叶片的扭曲角度将所述流道进行划分，使所述流道沿所述立体模型的Z轴方向划分为若干个所述加工区域。3.根据权利要求1所述的一种三元叶轮的粗铣加工方法，其特征在于，在根据所述立体模型上的流道的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度，将一所述流道划分为若干个加工区域时，还包括：根据各个所述加工区域上的对应的所述流道的深度、以及所述刀具对所述叶轮坯料进行切削的切深尺寸，分别计算出所述刀具对各个所述加工区域进行分层加工的加工次数。4.根据权利要求1所述的一种三元叶轮的粗铣加工方法，其特征在于，在根据所述立体模型上的流道的曲面曲率和/或叶片的扭曲角度，将一所述流道划分为若干个加工区域时，还包括：根据各个所述加工区域对应的所述流道的曲面曲率和叶片的扭曲角度、以及各个所述加工区域对应的所述刀具的加工角度，分别确定加工各个所述加工区域对应的刀具的直径。5.根据权利要求1所述的一种三元叶轮的粗铣加工方法，其特征在于，在通过设置加工角度后的所述刀具，分别对与各个所述加工区域对应的叶轮坯料上的区域进行加工时,包括：将所述叶轮坯料水平的放置在所述镗床工作台上，将所述刀具分别进行加工角度设置；根据各个所述加工区域的加工范围，设置所述刀...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙尧，刘海波，王鹏，翁吉铭，韩涛，
申请(专利权)人：沈阳透平机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21