一种基于四轴联动加工中心加工叶片的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于四轴联动加工中心加工叶片的方法，包括S1通过建模软件建立叶片三维模型；S2将叶片的加工曲面分为多个连续的加工区段；S3计算当前加工区段的初始坐标点和末尾坐标点之间对应的圆弧弦长和对应圆心角度；S4根据当前加工区段的圆弧弦长值和对应圆心角度值计算当前加工区段的平滑度；S5根据平滑度的数值确定当前铣刀的走刀速度；S6根据铣刀确定的走刀速度加工叶片当前加工区段的曲面；铣刀移动至下一加工区段，铣刀的加工对象由下一加工区段变成为当前加工区段；S7重复步骤S3～S6，直至铣刀将所有的加工区段加工后，完成叶片的加工；根据叶片不同加工区段中平滑度的不同，控制铣刀的走刀速度，有效的提高加工效率。工效率。工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于四轴联动加工中心加工叶片的方法


[0001]本专利技术涉及数控叶片加工
，特别是涉及一种基于四轴联动加工中心加工叶片的方法。

技术介绍

[0002]叶片是用于航空、航天发动机的重要部件，往往具有较为复杂的结构。叶片的铣削工艺比较成熟，大多采用四轴联动加工中心完成。而绝大多数四联动加工中心有共同的弱点，A轴旋转速度低，精加工叶身时，采用机床A轴连续旋转的四轴联动加工，加工效率较低。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的上述问题，本专利技术旨在提供一种基于四轴联动加工中心加工叶片的方法，解决现有的四联动加工中心加工叶片效率低下的问题。
[0004]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：提供了一种基于四轴联动加工中心加工叶片的方法，其包括以下步骤：
[0005]S1：通过建模软件建立叶片三维模型；
[0006]S2：将叶片的加工曲面分为多个连续的加工区段；
[0007]S3：计算当前加工区段的初始坐标点和末尾坐标点之间对应的圆弧弦长和对应圆心角度；
[0008]S4：根据当前加工区段的圆弧弦长值和对应圆心角度值计算当前加工区段的平滑度；
[0009]S5：根据平滑度的数值确定当前铣刀的走刀速度；
[0010]S6：根据铣刀确定的走刀速度加工叶片当前加工区段的曲面；当前加工区段加工完成后，铣刀移动至下一加工区段，铣刀的加工对象由下一加工区段变成为当前加工区段；
[0011]S7：重复步骤S3～S6，直至铣刀将所有的加工区段加工后，完成叶片的加工。
[0012]进一步地，设当前加工区段的初始坐标点为a(x0,y0,z0)，末尾坐标点b为(x1,y1,z1)，则当前加工区段的圆弧弦长值为：
[0013][0014]式中，DTL为圆弧弦长值。
[0015]进一步地，当前加工区段初始坐标点和末尾坐标点之间对应圆心角度值为：
[0016][0017]θ＝arc cosθ
[0018]式中，θ为当前加工区段初始坐标点和末尾坐标点之间对应圆心角度值。
[0019]进一步地，当前加工区段的平滑度为：
[0020][0021]式中，Rate为平滑度。
[0022]进一步地，当Rate＜1.5时，则判定铣刀的位置在叶片的叶背或叶盆处，铣刀的走刀速度保持初始速度；
[0023]当Rate＞1.5时，当前加工区段的转角大，则判定铣刀的位置在叶片的前后缘处，提高铣刀的走刀速度；
[0024]当1.5＜Rate＜2.5时，铣刀的走刀速度为初始速度的1.5倍；
[0025]当2.5＜Rate＜3.0时，铣刀的走刀速度为初始速度的2.0倍；
[0026]当3.0＜Rate＜3.5时，铣刀的走刀速度为初始速度的2.5倍；
[0027]当3.5＜Rate＜4.0时，铣刀的走刀速度为初始速度的3.0倍。
[0028]进一步地，铣刀的初始走刀速度为2000mm/min。铣刀为Φ8R2涂层硬质合金圆柱铣刀。
[0029]本专利技术的有益效果：本专利技术中的基于四轴联动加工中心加工叶片的方法，通过将叶片分为多个加工区域，并计算出每个加工区段的圆弧弦长值、圆心角度值和加工区段的平滑度，将平滑度作为变量，判断铣刀加工的位置，并在叶片前后缘处提高铣刀的走刀速度，在保证叶片加工面表面质量的前提下，有效的提高加工效率，解决现有的四联动加工中心加工叶片效率低下的问题。
附图说明
[0030]图1为基于四轴联动加工中心加工叶片的方法的流程图。
[0031]图2为叶片的结构示意图。
[0032]图3为铣刀铣削叶片的走刀路径结构示意图。
[0033]图4为本专利技术中基于四轴联动加工中心加工叶片的方法中，铣刀在叶片不同位置的走刀速度结构示意图。
具体实施方式
[0034]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0035]如图1～4所示，本专利技术提供了一种基于四轴联动加工中心加工叶片的方法，其包括以下步骤：
[0036]S1：通过建模软件建立叶片三维模型；建模软件可以为UG；
[0037]S2：将叶片的加工曲面分为多个连续的加工区段；
[0038]S3：计算当前加工区段的初始坐标点和末尾坐标点之间对应的圆弧弦长和对应圆心角度；具体地，设当前加工区段的初始坐标点为a(x0,y0,z0)，末尾坐标点b为(x1,y1,z1)，则当前加工区段的圆弧弦长值为：
[0039][0040]式中，DTL为圆弧弦长值。
[0041]当前加工区段初始坐标点和末尾坐标点之间对应圆心角度值为：
[0042][0043]θ＝arccosθ
[0044]式中，θ为当前加工区段初始坐标点和末尾坐标点之间对应圆心角度值。
[0045]S4：根据当前加工区段的圆弧弦长值和对应圆心角度值计算当前加工区段的平滑度；当前加工区段的平滑度为：
[0046][0047]式中，Rate为平滑度。
[0048]S5：如图4所示，根据平滑度的数值确定当前铣刀的走刀速度；当Rate＜1.5时，则判定铣刀的位置在叶片的叶背或叶盆处，铣刀的走刀速度保持初始速度；图4中F表示为走到速度，单位为mm/min；
[0049]当Rate＞1.5时，当前加工区段的转角大，则判定铣刀的位置在叶片的前后缘处，提高铣刀的走刀速度；
[0050]当1.5＜Rate＜2.5时，铣刀的走刀速度为初始速度的1.5倍；
[0051]当2.5＜Rate＜3.0时，铣刀的走刀速度为初始速度的2.0倍；
[0052]当3.0＜Rate＜3.5时，铣刀的走刀速度为初始速度的2.5倍；
[0053]当3.5＜Rate＜4.0时，铣刀的走刀速度为初始速度的3.0倍。
[0054]铣刀的初始走刀速度为2000mm/min，铣刀为Φ8R2涂层硬质合金圆柱铣刀。
[0055]S6：根据铣刀确定的走刀速度加工叶片当前加工区段的曲面；当前加工区段加工完成后，铣刀移动至下一加工区段，铣刀的加工对象由下一加工区段变成为当前加工区段；
[0056]S7：重复步骤S3～S6，直至铣刀将所有的加工区段加工后，完成叶片的加工。
[0057]本专利技术的基本原理为：在四轴联动加工中心加工叶片时，在连续走刀的模式下，走刀速度是多轴的合成速度，对于4轴联动机床，则有
[0058]V＝Vx+Vy+Vz+VA，其中，V表示走刀速度(矢量)，单位mm/min；Vx表示x轴方向的走刀速度(矢量)，单位mm/min；Vy表示Y轴方向的走刀速度(矢量)，单位mm/min；Vz表示Z轴方向的走刀速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于四轴联动加工中心加工叶片的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过建模软件建立叶片三维模型；S2：将叶片的加工曲面分为多个连续的加工区段；S3：计算当前加工区段的初始坐标点和末尾坐标点之间对应的圆弧弦长和对应圆心角度；S4：根据当前加工区段的圆弧弦长值和对应圆心角度值计算当前加工区段的平滑度；S5：根据平滑度的数值确定当前铣刀的走刀速度；S6：根据铣刀确定的走刀速度加工叶片当前加工区段的曲面；当前加工区段加工完成后，铣刀移动至下一加工区段，铣刀的加工对象由下一加工区段变成为当前加工区段；S7：重复步骤S3～S6，直至铣刀将所有的加工区段加工后，完成叶片的加工。2.一种根据权利要求1所述的基于四轴联动加工中心加工叶片的方法，其特征在于，设当前加工区段的初始坐标点为a(x0,y0,z0)，末尾坐标点b为(x1,y1,z1)，则当前加工区段的圆弧弦长值为：式中，DTL为圆弧弦长值。3.一种根据权利要求2所述的基于四轴联动加工中心加工叶片的方法，其特征在于，当前加工区段初始坐标点和末尾坐标点之间对应圆心角度值为：θ＝arccosθ式中...

【专利技术属性】
技术研发人员：何正琛，林盛，门正兴，
申请(专利权)人：成都航空职业技术学院，
类型：发明
国别省市：