CN102147601A - 一种高精度叶片在线测量补偿加工方法 - Google Patents

一种高精度叶片在线测量补偿加工方法 Download PDF

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张渊
张家军
徐进
滕树新
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Abstract

本发明提供了一种高精度叶片在线测量补偿加工方法,其能有效解决以往人工测量调整偏差而引起的测量误差问题,且能提高叶片尺寸加工稳定性和加工效率,提高菱形方钢叶片五轴加工合格率。其包括以下步骤:⑴在程序编制时设定在线测量参数;⑵对叶片的叶根与叶冠各四面进行半精铣加工,各单面留量0.2mm;⑶在完成半精铣加工后,用机床测头对所述叶根两侧面和叶冠两侧面分别进行在线测量,计算所述在线测量值与测量程序里设定的理论值的偏差,得到单面偏差值,即为刀具补偿值;⑷机床对叶片进行精铣加工,加工时程序分别通过调用叶片的叶根与叶冠所述对应的刀具补偿值来调整对应刀具长度,控制叶片的叶根和叶冠两侧面及两径向面的精铣加工。

Description

一种高精度叶片在线测量补偿加工方法
技术领域
本发明涉及一种叶片数控加工方法领域,具体为一种高精度叶片在线测量补偿加工方法。
背景技术
菱形方钢各级叶片形状类似,规格尺寸较小,普遍采用方形毛坯直接在五轴机床上一次加工成型,虽然该类叶片形状加工比较简单,但其多个尺寸精度要求都比较高:该类方钢叶片的叶根两侧面尺寸公差为0~-0.05mm,叶根和叶冠径向面节距尺寸公差为+0.04mm~-0.02mm,并且其加工要求叶根到叶冠的三个径向面节距尺寸要逐渐增大,并保证其增大趋势在0.01mm之内,这不仅要求五轴机床和刀具要达到较高的精度,且对加工过程的控制要求也非常高。在以前的加工过程中,由于叶根两侧面(平行面可直接用千分尺测量)和叶根径向面(角度面不能用尺直接测量)是用同一把刀具进行加工的,所以通过采用控制两侧面尺寸的方式来控制相应径向面节距尺寸,在半精加工两侧面加工完成后各面留量0.2mm,操作工在机床上直接用千分尺测量两侧面的尺寸,根据设计理论值与实际测量值的偏差调整刀具长度,然后再进行两侧面和径向面的精加工,从而来保证两侧面和径向面的公差要求,这样的加工虽然能在一定程度上减少加工的偏差,但由于其必须停机在机床上手工测量,费时费力,并由于手工测量误差,其尺寸稳定性也很难保证,最多也就50%的合格率,难以满足生产需要。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种高精度叶片在线测量补偿加工方法,其能有效解决以往人工测量调整偏差而引起的测量误差问题,且能提高叶片尺寸加工稳定性和加工效率,提高菱形方钢叶片五轴加工合格率。
其技术方案是这样的,其特征在于:其包括以下步骤:
1、在程序编制时设定在线测量参数:其中在半精铣程序中将各刀具的对应补偿值为零,叶片的叶根与叶冠单面留量0.2mm;在精铣程序中各刀具对应各补偿值,各面按要求设定;
2、对叶片的叶根与叶冠各四面进行半精铣加工,各单面留量0.2mm;
3、在完成所述半精铣加工后,用机床测头对所述叶根两侧面和叶冠两侧面分别进行在线测量,计算所述在线测量值与测量程序里设定的理论值的偏差,得到单面偏差值,即为刀具补偿值;
4、机床对叶片进行精铣加工,加工时程序分别通过调用叶片的叶根与叶冠所述对应的刀具补偿值来调整对应刀具长度,控制叶片的叶根和叶冠两侧面及两径向面的精铣加工。
其进一步特征在于:加工叶根的刀具与加工叶冠的刀具可以使用同一把刀具,也可以分别使用刀具。
与以往的加工方法相比,使用本发明方法对菱形方钢叶片进行叶根和叶冠的加工,其在加工过程中不需要停机手工测量尺寸偏差,其通过设定机床的在线测量程序来控制加工过程中机床侧头能直接对叶根两侧面和叶冠两侧面进行测量、并进行补偿值的的计算,根据补偿值自动调整加工尺寸,从而大大提高了加工效率和测量精度,保证叶片的尺寸达到工艺要求,提高加工合格率。
附图说明
图1为本发明方法中程序控制原理图。
具体实施方式
本发明叶片的线测量补偿加工方法,其包括以下步骤:
1、在程序编制时设定在线测量参数:其中在半精铣程序中将各刀具的对应补偿值为零,叶片叶根两侧面与叶冠两侧面均留量0.2mm,在精铣程序中各刀具对应各补偿值,各面按要求设定;
2、对叶片的叶根两侧面、两径向面以及叶冠两侧面、两径向面进行半精铣加工,各单面均留量0.2mm;
3、用机床侧头对所述叶根两侧面和叶冠两侧面分别进行在线测量,将产生的实际测量值与测量程序里设定的理论值比较从而分别得到叶根和叶冠两个对应刀具补偿值;
4、机床对叶片进行精铣加工,加工时程序分别通过调用叶片叶根与叶冠所述对应的刀具补偿值控制来调整刀具长度,对叶片叶根和叶冠两侧面及两径向面的精铣加工。
实施例:
某方钢叶片叶冠两侧面尺寸为35mm±0.03,叶根两侧面尺寸为40mm0 -0.05,叶冠径向面节距尺寸和叶根径向面节距尺寸公差为+0.04mm~-0.02mm;半精铣时按照单面留量0.2mm的程序进行加工,叶冠四个面用φ20面铣刀进行加工,叶根四个面用φ63面铣刀进行加工;加工后按程序进行在线测量,此时得到半精铣后的实际尺寸值:叶冠两侧面尺寸为35.43mm(理论值应为35.4mm),叶根两侧面尺寸为40.45(理论值应为40.4mm),通过在线测量程序与理论值比较后可以得出两个补偿值,即加工叶冠φ20面铣刀的补偿值0.015mm和加工叶根φ63面铣刀的补偿值0.025mm;加工时根据程序的设定,叶冠φ20面铣刀和叶根φ63面铣刀两把刀具加工时能进行对应的刀具补偿,刀具长度分别补偿0.015mm和0.025mm ,精加工后叶冠两侧面的实际值为35.003mm,叶根两侧面的实际值为40.005,两尺寸均在尺寸公差内,通过补偿修正刀具使其能按照程序设定加工得到接近理论设定值,因此与其用相同刀具加工的径向面节距尺寸也能控制在公差内,其叶冠径向面节距尺寸加工到理论+0.01mm,叶根径向节距尺寸加工到理论+0.02mm ,符合工艺要求。

Claims (1)

1.一种高精度叶片在线测量补偿加工方法,其特征在于:其包括以下步骤:
⑴在程序编制时设定在线测量参数:其中在半精铣程序中将各刀具的对应补偿值为零,叶片的叶根与叶冠单面留量0.2mm;在精铣程序中各刀具对应各补偿值,各面按要求设定;
⑵对叶片的叶根与叶冠各四面进行半精铣加工,各单面留量0.2mm;
⑶在完成所述半精铣加工后,用机床测头对所述叶根两侧面和叶冠两侧面分别进行在线测量,计算所述在线测量值与测量程序里设定的理论值的偏差,得到单面偏差值,即为刀具补偿值;
⑷机床对叶片进行精铣加工,加工时程序分别通过调用叶片的叶根与叶冠所述对应的刀具补偿值来调整对应刀具长度,控制叶片的叶根和叶冠两侧面及两径向面的精铣加工。
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