CN104827113A - 五轴加工中心上加工叶轮方法 - Google Patents
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Abstract
本发明五轴加工中心上加工叶轮方法涉及机械加工领域,具体涉及五轴加工中心上加工叶轮方法,包括以下步骤:采用心轴装夹定位,在毛坯上加工出键槽进行辅助定位,并制作适应心轴定位装夹;利用百分表找正工件,求出工件坐标系,将百分表的安装杆装在刀柄上,移动工作台使主轴中心线大约移到工件中心,本发明可以减少装夹次数,保证定位精度;同时,更能提高叶轮表面粗糙度,使用高速铣削能有效地降低切削力和切削区域温度,从而减少叶片的热变形,且不仅能提高加工效率;而且提高加工质量和精度,并且增加叶片的强度和刚度。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域,具体涉及五轴加工中心上加工叶轮方法。
背景技术
叶轮是水泵、汽轮机、水轮机、推进器等装置的关键部件,叶轮型面由复杂的三维自由曲面组成,几何精度要求高,技术难度大。前半开式叶轮是较常用的叶轮形式,主要用于输送含有固体颗粒、纤维等悬浮物的液体,具有一定密封作用,在炼油化工离心泵中广泛应用。
传统的叶轮加工方法是叶片与轮毂采用不同的毛坯,分别加工成形后将叶片焊接在轮毂上。在焊接处容易损坏,并且由于焊接产生热应力,造成变形,容易产生虚焊,焊接收缩量难以精确控制,导致前期机加工成形的叶轮流道出现几何尺寸变化,造成流道精度误差,影响整机机械特性和使用寿命,这样不但消耗工时,效率低,还会影响产品质量。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种可以减少装夹次数,保证定位精度;同时,更能提高叶轮表面粗糙度,使用高速铣削能有效地降低切削力和切削区域温度,从而减少叶片的热变形,且不仅能提高加工效率;而且提高加工质量和精度,并且增加叶片的强度和刚度的五轴加工中心上加工叶轮的方法。
本发明五轴加工中心上加工叶轮方法,包括以下步骤:
第一步,装夹;采用心轴装夹定位,在毛坯上加工出键槽进行辅助定位,并制作适应心轴定位装夹;
第二步,找正;利用百分表找正工件,求出工件坐标系,将百分表的安装杆装在刀柄上,移动工作台使主轴中心线大约移到工件中心,使百分表的触头接触工件的圆周面,用手转动主轴,观察百分表指针的偏移情况,移动工作台的x轴和y轴,多次反复后,待转动主轴时百分表的指针基本在同一位置,这时可认为主轴的中心就是X轴和y轴的原点;
第三步,叶轮粗加工叶轮的粗加工是用赛车线加工方式,采用3+2定位五轴加工,尽量减少联动轴数,提高加工的稳定性,粗加工留余量0.5mm,下切为1mm,主轴转速3000r/min,进给速度为500mm/min;
第四步,叶轮半精加工;在半精加工时尽量采用逐层切削的方式,先加工叶尖位置,保证加工时叶片还有足够的强度,然后再对叶片进行加工,避免了刀具容易折断的现象,半精加工留余量0.2mm,下切为3mm,主轴转速5000r/min,进给速度为500mm/min;
第五步,叶轮精加工;叶片的精加工采用SWARF加工方式,加工刀路顺滑连接,在产生精加工刀路轨迹过程中,利用五轴自动避让功能,加工残留清根和深腔加工,自动判断碰撞区域,并自动调整刀轴矢量,进行碰撞干涉检查,然后进行精加工;
优选地,在五轴机床加工之前,利用PowerMILL提供五轴联动的实体切削仿真功能,动态仿真五轴加工过程机床各轴各机构运动关系,自动检查工件、刀具、夹具与机床设备间是否干涉、是否超程并自动报警,解决了干涉碰撞的难点,然后利用软件进行后置处理,将CAM软件生成的刀位轨迹转化为适合数控系统加工的NC程序,通过读取刀位文件,根据机床运动结构及控制指令格式,进行坐标运动变换和指令格式转换,全部刀具路径准备好以后,传输到五轴机床上加工。
本发明可以减少装夹次数,保证定位精度;同时,更能提高叶轮表面粗糙度,使用高速铣削能有效地降低切削力和切削区域温度,从而减少叶片的热变形,且不仅能提高加工效率;而且提高加工质量和精度,并且增加叶片的强度和刚度。
具体实施方式
五轴加工中心上加工叶轮方法,包括以下步骤:
第一步,装夹;采用心轴装夹定位,在毛坯上加工出键槽进行辅助定位,并制作适应心轴定位装夹;
第二步,找正;利用百分表找正工件,求出工件坐标系,将百分表的安装杆装在刀柄上,移动工作台使主轴中心线大约移到工件中心,使百分表的触头接触工件的圆周面,用手转动主轴,观察百分表指针的偏移情况,移动工作台的x轴和y轴,多次反复后,待转动主轴时百分表的指针基本在同一位置,这时可认为主轴的中心就是X轴和y轴的原点;
第三步,叶轮粗加工叶轮的粗加工是用赛车线加工方式,采用3+2定位五轴加工,尽量减少联动轴数,提高加工的稳定性,粗加工留余量0.5mm,下切为1mm,主轴转速3000r/min,进给速度为500mm/min;
第四步,叶轮半精加工;在半精加工时尽量采用逐层切削的方式,先加工叶尖位置,保证加工时叶片还有足够的强度,然后再对叶片进行加工,避免了刀具容易折断的现象,半精加工留余量0.2mm,下切为3mm,主轴转速5000r/min,进给速度为500mm/min;
第五步,叶轮精加工;叶片的精加工采用SWARF加工方式,加工刀路顺滑连接,在产生精加工刀路轨迹过程中,利用五轴自动避让功能,加工残留清根和深腔加工,自动判断碰撞区域,并自动调整刀轴矢量,进行碰撞干涉检查,然后进行精加工;
在五轴机床加工之前,利用PowerMILL提供五轴联动的实体切削仿真功能,动态仿真五轴加工过程机床各轴各机构运动关系,自动检查工件、刀具、夹具与机床设备间是否干涉、是否超程并自动报警,解决了干涉碰撞的难点,然后利用软件进行后置处理,将CAM软件生成的刀位轨迹转化为适合数控系统加工的NC程序,通过读取刀位文件,根据机床运动结构及控制指令格式,进行坐标运动变换和指令格式转换,全部刀具路径准备好以后,传输到五轴机床上加工。
本发明可以减少装夹次数,保证定位精度;同时,更能提高叶轮表面粗糙度,使用高速铣削能有效地降低切削力和切削区域温度,从而减少叶片的热变形,且不仅能提高加工效率;而且提高加工质量和精度,并且增加叶片的强度和刚度。
Claims (2)
1.一种五轴加工中心上加工叶轮方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步,装夹;采用心轴装夹定位,在毛坯上加工出键槽进行辅助定位,并制作适应心轴定位装夹;
第二步,找正;利用百分表找正工件,求出工件坐标系,将百分表的安装杆装在刀柄上,移动工作台使主轴中心线大约移到工件中心,使百分表的触头接触工件的圆周面,用手转动主轴,观察百分表指针的偏移情况,移动工作台的x轴和y轴,多次反复后,待转动主轴时百分表的指针基本在同一位置,这时可认为主轴的中心就是X轴和y轴的原点;
第三步,叶轮粗加工叶轮的粗加工是用赛车线加工方式,采用3+2定位五轴加工,尽量减少联动轴数,提高加工的稳定性,粗加工留余量0.5mm,下切为1mm,主轴转速3000r/min,进给速度为500mm/min;
第四步,叶轮半精加工;在半精加工时尽量采用逐层切削的方式,先加工叶尖位置,保证加工时叶片还有足够的强度,然后再对叶片进行加工,避免了刀具容易折断的现象,半精加工留余量0.2mm,下切为3mm,主轴转速5000r/min,进给速度为500mm/min;
第五步,叶轮精加工;叶片的精加工采用SWARF加工方式,加工刀路顺滑连接,在产生精加工刀路轨迹过程中,利用五轴自动避让功能,加工残留清根和深腔加工,自动判断碰撞区域,并自动调整刀轴矢量,进行碰撞干涉检查,然后进行精加工。
2.如权利要求1所述五轴加工中心上加工叶轮方法,其特征在于,在五轴机床加工之前,利用PowerMILL提供五轴联动的实体切削仿真功能,动态仿真五轴加工过程机床各轴各机构运动关系,自动检查工件、刀具、夹具与机床设备间是否干涉、是否超程并自动报警,解决了干涉碰撞的难点,然后利用软件进行后置处理,将CAM软件生成的刀位轨迹转化为适合数控系统加工的NC程序,通过读取刀位文件,根据机床运动结构及控制指令格式,进行坐标运动变换和指令格式转换,全部刀具路径准备好以后,传输到五轴机床上加工。
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Application publication date: 20150812 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |