叶片圆弧过渡曲面宽行加工技术研究

admin · 发表于昨天 13:15

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叶片的过渡曲面分为进排气边和叶根圆弧过渡曲面，它们对于叶片的工作性能起着非常重要的作用。目前的叶片进排气边的加工主要采用球头刀或环面刀具端铣加工，加工效率低下而且合格率极低。以端铣和端磨加工进排气边的方式已经很难大幅度提高其加工效率和改善加工过程的稳定性，因此必须在周铣和周磨等方面寻找新的出路。叶片根部过渡曲面目前一般采用等半径圆弧曲面，但是这种方法容易导致叶身曲面边缘的严重弯曲而降低叶身加工效率，因此采用变半径圆弧过渡曲面替代等半径圆弧过渡曲面对叶身加工效率的提高具有重要意义。本文基于宽行加工基本理论中的广域曲率吻合原则，研究了利用凹鼓形刀具五坐标侧铣加工凸过渡曲面和凸鼓形刀具五坐标侧铣加工凹过渡曲面的新方法。并利用包络理论证明了凹圆环面刀具的侧刃可以近似包络出凸变半径圆弧曲面的和凸圆环面刀具的侧刃可以近似包络出凹变半径圆弧曲面的基本原理，开发了刀具曲面到组合曲面的多曲面片间的误差分布计算方法和刀位优化计算程序。基于凹圆环面刀具侧铣加工凸变半径圆弧曲面的原理，建立了利用凹圆环面刀具五坐标侧铣加工叶片进排气边的基本方法。以有效加工行宽最大化为目标，针对某航空发动机叶片进排气边的曲面参数，优化了刀具几何参数。分别对圆锥面和叶片进排气边进行了加工仿真和铣削实验，有效加工行宽较球头刀提高了5倍。基于凸圆环面刀具侧铣加工凹变半径圆弧曲面的原理，建立了利用凸圆环面刀具五坐标侧铣加工叶片根部变半径圆弧过渡曲面的基本方法。根据实现单把刀具整合加工叶身与叶根过渡曲面的设想，以叶身加工的刀具参数作为整合加工刀具参数，设计了砂轮参数。根据某航空发动机叶片根部圆弧过渡曲面的允许曲率范围设计了工件曲面，并生成加工刀轨。进行了加工仿真实验，有效加工行宽较球头刀最优行宽提高了2倍。

叶片圆弧过渡曲面宽行加工技术研究

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