航空发动机叶片加工

航空发动机叶片加工 00 本文是MasterCAM软件在航空领域的一个应用案例.文章从飞机发动机叶片的形 状特点,加工过程中的难点,加工 的具体方案与步骤,以及MasterCAM软件的多轴铣功能等方面进行了全面的叙 述. 航空发动机叶片加工 r西安航空发动机有限公司吴百通1 I北京钦盟科技有限公司袁力J 一 ,概述 形 飞机发动机的叶片大小不同, 状各异:从尺寸上看,大的叶片有 250mmX60mmXl0mm,小的只有 30mmXl0mmX5mm{从形状上看, 带阻风台结构的稍复杂一些,需五轴 联动铣削,不带阻风台的,用四轴加工 即可.所有叶片都有一个特点:薄,加 工时易变形. 叶片的毛坯均为合金铸件,加工 从图纸到成品,一般都 工序比较复杂, 要经过40,60个工序.目前,发动机 叶片(叶背,叶盆)的加工,大多采用 三轴铣削,即在立式铣削中心(带旋转 工作台)上先铣叶背,然后转l80.,再 铣叶盆.进汽边,出汽边以及叶根,在 后续的工序中再处理.这种铣削 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 装卡次数多,加工效率低,并且加工后 叶片变形大,叶片截面形状与原设计 有较大误差. 如果采用四轴联动铣削,一次装 夹就可把叶背,叶盆,进出汽边以及叶 根同时加工出来,并且加工后的叶片 变形也很小.如果走刀路径设计得合 理,加工后叶片表面的光洁度高,后续 的辅助工序可以取消或减化,进汽边 和出汽边也无需再处理.从整体来看, 叶片的加工质量和效率都会大为提高. 四轴铣削叶片,理想的刀具路径 如下: (1)四轴铣削叶背,叶盆时,刀具 沿轴线螺旋走刀,从一端走到另一端; (2)需要再单独铣一次进,出汽边, 刀具沿叶片轴线从一端铣到另一端, 以保证进,出汽边的形状精度和表面 光洁度; (3)铣削叶根的过渡面时,要确保 叶片两端的凸台不受损伤. 二,叶背,叶盆的铣削加工 对于图l所示的叶片,可采用近似 于螺旋的走刀路径.刀具相对于叶片 绕轴线作旋转运动,同时间断地沿轴 线作直线运动,如图l所示.采用这种 走刀路径,叶片的变形小,质量可靠, 叶背叶盆刀痕匀布,余量均匀,减少了 后续打磨,抛光等工序的工作量,可明 显地提高叶片的生产效率.并且,编制 这种走刀路径,较编制螺旋走刀路径 容易得多. 图1叶片走刀路径 0正0:AM与制造韭信息佗-wicadcornCIG 以下详细说明有关计算方法及参 数的选择. 图2是叶片的俯视图.叶形的长边 约220.7mm,短边约l75.3mm,叶片高 约93.9mm.叶片两端均有台阶,台阶 的侧面与叶形的交线与轴线不垂直, 左边夹角约20.,右边约8.6.. 图2俯视图 四轴联动铣削时,在右端和左端 的走刀方向与台阶的侧面基本平行, 铣刀间断地沿轴线向叶片中部铣削时, 走刀方向逐渐与轴线垂直,如图2所 示.在最左侧,走刀方向与刀轴夹角为 20.角,铣削到Al—Al截面时,走刀 方向与轴线垂直.铣到BI.B1截面后, 走刀方向逐渐右斜.在最右端,走刀方 向与右侧台阶的侧面方向一致,即与 轴线夹角8.6.. (1)加工刀数和相邻两刀的相对转 角的计算 设相邻两刀具路径间的距离为d,则 从最左端到AI.Al截面的切削次数为 N=27,3/d,取d=l,5,则N=l8刀,取20刀. 相邻两刀的相对转角为:20./20=1.. 同样计算右端的刀数:14.5/1,5=9,6 取10刀.每刀转角:8,6./10=0,86.. ::二.一ModernManufacturinq取代舅噩- f2)最大转角计算可避免刀头刀仟与工件碰撞五轴向的变化而变化一 切削平面旋转后,荐刀具路径不精洲L时.在零件曲率变化凡的区?用卜下两组曲 线控制刀轴方向 应重叠,条件为:QxWt2?d.Q域内,MasterCAM还可加密玎位点,铣?用一个封闭 的边界,挎制刀轴 ?2dlW,如图3昕示W=939,d=【.5,出更光滑的表面,本例的仿真结果.如的运动范 轴的方向受限于边界一 得Q?1.83..图4所示.?限制刀轴的倾角(A,BC), 囤j刀具路陉不重叠冬件示意 三进出汽边铣削 进出汽边是由多个『==6=于相互平行 的平面上直径为c)65,0.68ram的圆 弧构成的直纹曲面用直径中6的铣刀 铣削时.最好用侧W铣.可把各圆弧分 为5等份.计算6条埘的等参曲线.然 后,根据这6条曲线编制四轴蠼序,使 刀具沿着6条曲线运动,且刀轴方向始 终与曲面相切. 四.MasterCAM的多轴铣削 功能 本零件采用MasterCAM软件造型 和编程MasterCAM的多轴铣削功能 非常强劲.有多种四轴,五轴加工方 {击,用户可最大程度地控制走刀方式 (ToolType)刀具运动(ToolMotion) 和刀轴方向(ToolAxisJ.编出高质量 的多轴加工程序.这些]】l=1工方法包括: 五轴钻孔,五轴轮廓铣削.多曲面五轴 端铣加工,五轴侧刃铣削(圆柱棒刀或 圆锥棒)等. MasterCAM还提世有多种选项, 控制刀具在走刀进程中的前倾角后 仰角以及左右摆角通过设置前倾角 后仰角,可改变刀具的受力状况,提高 加工的表面质量.通过改变左右摆角, 回加工仿真结果 MasterCAM提供丁根多控制刀轴 方向的办祛,如: ?用一组直线确定方向,即:五轴 走刀时.刀轴的向根据这组直线方 以防碰撞t ?用某个固定点控制月轴南向.使 刀具在切削时,其轴线始终通过该点 MasterCAM的五轴铣削仿真功能电 非常强.可使用任何形状的毛坯,准确模 拟加工过程皿加工结果.实现所见即所 得.有力地{}l}证了数控程序的正确性. 甚之,用MasterCAM设计和加工 口f.片陕捷疗但安全可靠一 —?—?口盈口口???_ ^^X趣.'年一1一6 "动力学仿真分析软件InteDyna通过专家评审鉴定 2005年5月18目.由中国汽车工程学会主持并组织'气车和软件行业技术 专家在武汉对武汉天喻软件有限责任公司研发的软件"汽车动力学仿真分析软 件CAE软件平台InteDyna"进行了评审. 与会专家听取了公司的全面报告,观看了系统演示,经过认真讨论,评 审专家一致同意InteDyna通过鉴定,井提出了以下评价意见: I.该软件是汽车行业的专业基础平台.是缩短车辆研发周期降低开发 成本,提高产品设计和制造质量的重要技术手段.有很大应用市场. 2.天喻软件有限责任公司依托华中科技大学CAD中,长期致力于制造 业数字化设计与分折技术的研究,开发与应甩,有深厚的学术底蕴和稳定的研 究开发队伍.注意准确把握数字化没计的时代特征,自主开发了一套动力学仿 真分析CAE软件平台lnteDynaI.0.该软件平台结台屋情.与国外主流动力学 仿真分析软件兼容,井已在有关汽车企业得到初步应用,为解决整车和零部件 动力学建模,仿真,分析和忧化设计积累了成功经验 3.在InteDyna1.0的基础上.天嗡软件有眼责任公司与相关整车企业台 作,拟开发出汽车行业专用的车辆动力学仿真分折平台InteDyna2.01Vehicic, 井开发与控制器设计软件的接口模块,形成复杂机电产晶的数字化设计分析软 件.对提升我国汽车企业自主开发能力和整体设计水平有重要作用. 为打破国外动力学仿真CAE软件平台的市场垄断,解决我国汽车行业高 端CAE软件产业化与企业巨大需求之间的现实矛盾.专家建议在天喻软件公 司不断完善该赣件的同时.加强汽车动力学仿真分析CAE软件平台InteDyna 在汽车行业的推广应用.同时专家建议国家栩关产业主管部门对该项目予以重 点支持. CAM与删遮量憧惠他091111 ?? _..0