数控翼型5轴铣削翼型零件
翼型零件具有翼型截面和三维扭曲空间。它在轴流涡轮增压机中有着广泛的应用，其制造一般都是采用五坐标联动数控机床进行的。
一、加工方法概述
翼型零件的加工由五轴加工中心完成。它通常以图1所示的方式进行。将翼型件毛坯夹在转台的a轴上360°旋转，主轴铣头沿c轴方向摆动。在实际加工过程中，气动刀尖顶紧。翼型翼型零件的加工可分三步完成:粗加工、半精加工和精加工。翼型零件的最佳加工方式是通过五轴联动，这是通过高速螺旋切割来完成的。这种类型的加工是最有效的，翼型零件的形状也是理想的。
翼型零件部分通常采用面铣刀加工，面铣刀具有较高的切削效率，但在c轴方向上不能有固定的摆角。为了避免加工根部时的干涉，根部附近的叶片形状通常用球头立铣刀加工。在c轴方向偏离一个固定的角度，以避免刀具和翼型零件根部之间的干涉。这个偏转角在c轴方向太小会避免干涉，而过大可能会在另一侧的翼型零件形状上造成干涉。这是特别重要的移动翼型部分与高度扭曲。
2数据准备
轴流压气机翼型部件在叶轮机械和TRT轴流能量回收膨胀翼型部件的形状。翼型剖面的设计模式的表示通常是几个截面的翼型零件数据，这可能是一个空间格或多段弧。数据必须进行预处理。主要工作内容是平滑、旋转、平移，使设计坐标系与机器坐标系相结合，即设计参考与加工参考相统一。翼型零件采用高速螺旋切割的方法加工，设计出的翼型零件轮廓光洁度和连续性非常高。翼型零件轮廓(后圆弧面，内圆弧面，进口和出口的圆角)不得有尖锐的点，顶点，和接头。否则，在高速切削条件下，刀具容易在瞬间产生较大振动，造成设备事故。建模过程中叶片形状不光滑的另一种情况，虽然每个截面的轮廓是光滑的连续函数曲线。但在沿轴线形成三维形状时，型材并不光滑，中间有“波浪”起伏，通常通过调整各截面的基准面来校正。
如果同一段中的数据不能形成平滑的样条，则必须修改原始数据。具体的方法是在截面曲线上取n个点，取一个曲率大的点，取一个曲率小的点，使这些点的法线。如图2和图3所示。在图3中，平滑连续曲线各点的法线方向变化平缓。图2。原始数据差形成的截面曲线。不同节点的法线方向变化较大，截面曲线明显不光滑。如果用这样的截面曲线生成三维空间，翼型零件的外形不均匀，在加工时无法实现。
图1 翼型零件，叶根的加工方法图2由原始数据形成的截面曲线图片3修改数据后的截面曲线
3数学建模
翼型零件各截面数据沿翼周方向均为均匀分布，轴向沿直线母线给出。
在此基础上，在二维平面上进行翼型零件建模的第一步。每一段形成一个封闭的曲线在平面上，每一段曲线有一个固定的位置在机翼部分的长度。首先在固定位置旋转每个部分，然后平移。翼型零件的叶形一般有两种形式:一是由样条曲线组成，进、出口侧分别有两个圆弧过渡;二是由多条弧组成的闭合曲线。建模时必须注意以下几点。
1、叶型截面曲线必须光滑连续闭合
对于翼型曲线不关闭的情况。例如，如果进、出口侧的圆弧与内背曲线的曲线不相切，则应改变圆弧中心的位置。要么改变圆弧中心半径，要么调整内后曲线的终点，以确保翼型零件的弦长不改变。
为了保证弦长恒定，可以做一条与弦长相切的直线，与已知的进气侧(或排气边)的弧相切的直线，然后分别做两条内后弧曲线的端点，内后为与弧曲线相切的直线。这形成了三条直线，形成一个圆与三条直线相切。这个圆与内后弧相切，过渡平稳，保证了弦长。
2、刀具过切计算
有两种方法可以避免刀具过切，即改变刀具直径或改变切削角度。对于曲率较大的翼型零件，更容易发生过切。对于凸面加工，刀簇沿型材法向面切割时不易发生过切现象;对于凹曲面，刀簇仍然沿曲面法线切割，过切是受曲率半径的影响造成的。在这种情况下，避免刀具过切的方法最好是改变刀具半径。在建模时计算刀具直径和切削角度，可以大大提高编程效率。如图5所示，其方法为:在已建模的封闭翼型零件廓形曲线上，均匀取n点，然后在第一个点上定义一个虚构的刀具和一个虚构的切割角。刀具以确定的切削角度按顺序循环通过截面上的每一点，观察是否有过切现象，如果有过切现象，修改刀具直径和切削角度。由于此时观察到的切削状态是在二维空间中，且仅针对某一截面，不能反映实际的三维加工，因此需要进一步的工艺加工。也就是说，相邻的两个翼型部分截面投影在同一平面上。 If the section distance is larger than the tool diameter, the tool and the adjacent two airfoil parts sections are not overcut on the projection map, then the imaginary tool diameter and the cutting angle can be considered appropriate. In order to improve the cutting efficiency, a large diameter cutter is used as much as possible without overcutting.
3、坐标系的建立
要在数控机床上加工任何零件，创建一个三维坐标系。在实际加工中，合理的坐标系可以简化编程，便于对刀。通常需要保证设计依据与加工基准对齐，在加工中心上尽可能多地在翼型零件轴线上建立X坐标系。即X轴与翼型部件的轴线重合，相当于确定Y轴和Z轴的原点。对于旋翼翼型部件，翼型部件的叶型与翼型部件的根部有一个平滑的连接，称为过渡弧。位于翼型零件根部的过渡弧部分通常为圆柱面或球面，x轴的原点可确定在圆柱面或球面的中心。对于旋翼的叶片，翼型部件根部的过渡弧部分可以是圆柱形或球形，也可以是斜面。如果它是一个圆柱面或球面，x轴原点确定相同的方式作为移动翼型部分;如果是斜角，可以根据刀具的情况确定x轴原点的方法。
4、叶片伸长和截留
通常情况下，在翼型零件的设计中，只给出几个截面的列表曲线数据。实际的叶片形状可能比给定截面确定的叶片形状长，也可能比它短。如果是第一种情况，则应该扩展叶类型。如果是第二种情况，应该拦截叶类型。相对而言，叶型的截留处理比较好。简单地使用一个平面或复合表面拦截翼型零件在一个特定的位置，以获得一个新的截面，并使用数据从新的截面形成所需的叶形实体。对于叶型的延伸，还需要对叶形进行平滑处理。直线法的平滑度仅为平面曲线，叶形扩展后为空间曲线。即分别对两坐标平面或三坐标平面上的投影曲线进行光滑处理。实际上，一般只需要将空间曲线投影到两个平面上，将分别得到的两条平面曲线进行光滑处理，就可以合成空间曲线(即三维处理为二维处理)。 Practice has proved that, in general, the projection curve of a spatial curve in each coordinate plane is smooth, and the spatial curve is also smooth.
图5刀具超切计算图6调整拟合曲线参数
4切削参数的确定
1、参数的拟合曲线
在加工叶片型线时，需要将三个直线轴和两个旋转轴的运动结合起来，以达到所期望的轮廓轨迹。
在实际计算过程中，如图6所示的三个参数可以适当调整，以满足叶片的技术条件。
MND用于确定叶片形状误差控制的角度。翼型曲线的每一段可以分为无限多段，曲率可以认为是相同的每一段。插值过程中，MND的数值直接决定了相邻两点的密度。MND值越小，相邻两点越密集，处理后叶片形状的精度越高。
MCD控制相邻两点之间的线性距离，ERRCDR控制相邻两点之间的弦差。与MND值一样，不同的MCD和ERRCDR值决定了不同的密度。
在切割参数中，由于空间曲面一般采用线切割法加工，因此必须计算或确定线间距和步长。
行间距年代
线间距S的大小与被加工表面上残余沟槽的高度直接相关。大时，表面粗糙度大。但是，S选择太小，虽然可以提高加工精度，降低修夹具的难度，但工序冗长，加工时间翻倍，效率降低。因此，行距S的选取要恰到好处。
切削角
在使用面铣刀加工翼型时，面铣刀底面与刃型切削点切向的夹角的选择是非常重要的。如果使用不当，很容易产生过切。切割角度的确定通常是在实际生产中进行的。具体方法是绘制出叶片某一截面的等高线图，如图5所示。然后，在截面上均匀取n个点，其中一个点为虚切割点，任意切割角度由经验确定。并做一个刀具横截面，然后用循环语句让刀具经过n个点，观察是否有过切。如果是，调整切割角度，重复上述工作，直到没有过切。
主轴转速、进给速度和切削深度
具体的主轴转速、进给速度和切削深度是由考虑刀片的材料、刀具的直径和加工方法确定的。五坐标叶片加工中心一般采用高速切削。
V。刀具轨迹仿真
计算机模拟处理仿真表明，它还可以指示过切和剩余条件;
同时，对机体的参数进行编程后，还可以显示机床刀架的实际加工状态，并可对干涉进行检查，避免发生事故。
6yabovip88app下载数控加工叶根
叶片根部的加工是叶片加工的重要组成部分。在此之前，叶片根部通常是在刀片铣床上使用成形工具加工。由于机翼的加工可以在一个设置完成，从粗加工到半精加工的整个过程完成。而且整个加工过程都是由数控程序保证的，对叶根的加工也可以完全采用这种方式。TRT大叶根的结构大致如图9所示。
图9TRT刀根数控车削铣削
叶根的处理与叶型的处理相同。它通常分为三部分:粗加工和半精加工和精加工。为了提高效率，粗加工通常使用更大直径的模切刀进行，只留下0.2 mm的根齿廓余量。除了清除根部外，半精加工的主要目的是确保精加工余量均匀。根据现有数据，预留0.1 mm余量用于精加工。精加工是最关键的加工步骤。为了提高加工效率和保证表面粗糙度，切削参数的确定是非常重要的。为了降低表面粗糙度值，精加工通常是在一个方向上进行。单向加工虽然增加了刀具的空行程，延长了加工时间，但单向加工所获得的加工质量是有保证的。
一、加工方法概述
翼型零件的加工由五轴加工中心完成。它通常以图1所示的方式进行。将翼型件毛坯夹在转台的a轴上360°旋转，主轴铣头沿c轴方向摆动。在实际加工过程中，气动刀尖顶紧。翼型翼型零件的加工可分三步完成:粗加工、半精加工和精加工。翼型零件的最佳加工方式是通过五轴联动，这是通过高速螺旋切割来完成的。这种类型的加工是最有效的，翼型零件的形状也是理想的。
翼型零件部分通常采用面铣刀加工，面铣刀具有较高的切削效率，但在c轴方向上不能有固定的摆角。为了避免加工根部时的干涉，根部附近的叶片形状通常用球头立铣刀加工。在c轴方向偏离一个固定的角度，以避免刀具和翼型零件根部之间的干涉。这个偏转角在c轴方向太小会避免干涉，而过大可能会在另一侧的翼型零件形状上造成干涉。这是特别重要的移动翼型部分与高度扭曲。
2数据准备
轴流压气机翼型部件在叶轮机械和TRT轴流能量回收膨胀翼型部件的形状。翼型剖面的设计模式的表示通常是几个截面的翼型零件数据，这可能是一个空间格或多段弧。数据必须进行预处理。主要工作内容是平滑、旋转、平移，使设计坐标系与机器坐标系相结合，即设计参考与加工参考相统一。翼型零件采用高速螺旋切割的方法加工，设计出的翼型零件轮廓光洁度和连续性非常高。翼型零件轮廓(后圆弧面，内圆弧面，进口和出口的圆角)不得有尖锐的点，顶点，和接头。否则，在高速切削条件下，刀具容易在瞬间产生较大振动，造成设备事故。建模过程中叶片形状不光滑的另一种情况，虽然每个截面的轮廓是光滑的连续函数曲线。但在沿轴线形成三维形状时，型材并不光滑，中间有“波浪”起伏，通常通过调整各截面的基准面来校正。
如果同一段中的数据不能形成平滑的样条，则必须修改原始数据。具体的方法是在截面曲线上取n个点，取一个曲率大的点，取一个曲率小的点，使这些点的法线。如图2和图3所示。在图3中，平滑连续曲线各点的法线方向变化平缓。图2。原始数据差形成的截面曲线。不同节点的法线方向变化较大，截面曲线明显不光滑。如果用这样的截面曲线生成三维空间，翼型零件的外形不均匀，在加工时无法实现。
图1 翼型零件，叶根的加工方法图2由原始数据形成的截面曲线图片3修改数据后的截面曲线
3数学建模
翼型零件各截面数据沿翼周方向均为均匀分布，轴向沿直线母线给出。
在此基础上，在二维平面上进行翼型零件建模的第一步。每一段形成一个封闭的曲线在平面上，每一段曲线有一个固定的位置在机翼部分的长度。首先在固定位置旋转每个部分，然后平移。翼型零件的叶形一般有两种形式:一是由样条曲线组成，进、出口侧分别有两个圆弧过渡;二是由多条弧组成的闭合曲线。建模时必须注意以下几点。
1、叶型截面曲线必须光滑连续闭合
对于翼型曲线不关闭的情况。例如，如果进、出口侧的圆弧与内背曲线的曲线不相切，则应改变圆弧中心的位置。要么改变圆弧中心半径，要么调整内后曲线的终点，以确保翼型零件的弦长不改变。
为了保证弦长恒定，可以做一条与弦长相切的直线，与已知的进气侧(或排气边)的弧相切的直线，然后分别做两条内后弧曲线的端点，内后为与弧曲线相切的直线。这形成了三条直线，形成一个圆与三条直线相切。这个圆与内后弧相切，过渡平稳，保证了弦长。
2、刀具过切计算
有两种方法可以避免刀具过切，即改变刀具直径或改变切削角度。对于曲率较大的翼型零件，更容易发生过切。对于凸面加工，刀簇沿型材法向面切割时不易发生过切现象;对于凹曲面，刀簇仍然沿曲面法线切割，过切是受曲率半径的影响造成的。在这种情况下，避免刀具过切的方法最好是改变刀具半径。在建模时计算刀具直径和切削角度，可以大大提高编程效率。如图5所示，其方法为:在已建模的封闭翼型零件廓形曲线上，均匀取n点，然后在第一个点上定义一个虚构的刀具和一个虚构的切割角。刀具以确定的切削角度按顺序循环通过截面上的每一点，观察是否有过切现象，如果有过切现象，修改刀具直径和切削角度。由于此时观察到的切削状态是在二维空间中，且仅针对某一截面，不能反映实际的三维加工，因此需要进一步的工艺加工。也就是说，相邻的两个翼型部分截面投影在同一平面上。 If the section distance is larger than the tool diameter, the tool and the adjacent two airfoil parts sections are not overcut on the projection map, then the imaginary tool diameter and the cutting angle can be considered appropriate. In order to improve the cutting efficiency, a large diameter cutter is used as much as possible without overcutting.
3、坐标系的建立
要在数控机床上加工任何零件，创建一个三维坐标系。在实际加工中，合理的坐标系可以简化编程，便于对刀。通常需要保证设计依据与加工基准对齐，在加工中心上尽可能多地在翼型零件轴线上建立X坐标系。即X轴与翼型部件的轴线重合，相当于确定Y轴和Z轴的原点。对于旋翼翼型部件，翼型部件的叶型与翼型部件的根部有一个平滑的连接，称为过渡弧。位于翼型零件根部的过渡弧部分通常为圆柱面或球面，x轴的原点可确定在圆柱面或球面的中心。对于旋翼的叶片，翼型部件根部的过渡弧部分可以是圆柱形或球形，也可以是斜面。如果它是一个圆柱面或球面，x轴原点确定相同的方式作为移动翼型部分;如果是斜角，可以根据刀具的情况确定x轴原点的方法。
4、叶片伸长和截留
通常情况下，在翼型零件的设计中，只给出几个截面的列表曲线数据。实际的叶片形状可能比给定截面确定的叶片形状长，也可能比它短。如果是第一种情况，则应该扩展叶类型。如果是第二种情况，应该拦截叶类型。相对而言，叶型的截留处理比较好。简单地使用一个平面或复合表面拦截翼型零件在一个特定的位置，以获得一个新的截面，并使用数据从新的截面形成所需的叶形实体。对于叶型的延伸，还需要对叶形进行平滑处理。直线法的平滑度仅为平面曲线，叶形扩展后为空间曲线。即分别对两坐标平面或三坐标平面上的投影曲线进行光滑处理。实际上，一般只需要将空间曲线投影到两个平面上，将分别得到的两条平面曲线进行光滑处理，就可以合成空间曲线(即三维处理为二维处理)。 Practice has proved that, in general, the projection curve of a spatial curve in each coordinate plane is smooth, and the spatial curve is also smooth.
图5刀具超切计算图6调整拟合曲线参数
4切削参数的确定
1、参数的拟合曲线
在加工叶片型线时，需要将三个直线轴和两个旋转轴的运动结合起来，以达到所期望的轮廓轨迹。
在实际计算过程中，如图6所示的三个参数可以适当调整，以满足叶片的技术条件。
MND用于确定叶片形状误差控制的角度。翼型曲线的每一段可以分为无限多段，曲率可以认为是相同的每一段。插值过程中，MND的数值直接决定了相邻两点的密度。MND值越小，相邻两点越密集，处理后叶片形状的精度越高。
MCD控制相邻两点之间的线性距离，ERRCDR控制相邻两点之间的弦差。与MND值一样，不同的MCD和ERRCDR值决定了不同的密度。
在切割参数中，由于空间曲面一般采用线切割法加工，因此必须计算或确定线间距和步长。
行间距年代
线间距S的大小与被加工表面上残余沟槽的高度直接相关。大时，表面粗糙度大。但是，S选择太小，虽然可以提高加工精度，降低修夹具的难度，但工序冗长，加工时间翻倍，效率降低。因此，行距S的选取要恰到好处。
切削角
在使用面铣刀加工翼型时，面铣刀底面与刃型切削点切向的夹角的选择是非常重要的。如果使用不当，很容易产生过切。切割角度的确定通常是在实际生产中进行的。具体方法是绘制出叶片某一截面的等高线图，如图5所示。然后，在截面上均匀取n个点，其中一个点为虚切割点，任意切割角度由经验确定。并做一个刀具横截面，然后用循环语句让刀具经过n个点，观察是否有过切。如果是，调整切割角度，重复上述工作，直到没有过切。
主轴转速、进给速度和切削深度
具体的主轴转速、进给速度和切削深度是由考虑刀片的材料、刀具的直径和加工方法确定的。五坐标叶片加工中心一般采用高速切削。
V。刀具轨迹仿真
计算机模拟处理仿真表明，它还可以指示过切和剩余条件;
同时，对机体的参数进行编程后，还可以显示机床刀架的实际加工状态，并可对干涉进行检查，避免发生事故。
6yabovip88app下载数控加工叶根
叶片根部的加工是叶片加工的重要组成部分。在此之前，叶片根部通常是在刀片铣床上使用成形工具加工。由于机翼的加工可以在一个设置完成，从粗加工到半精加工的整个过程完成。而且整个加工过程都是由数控程序保证的，对叶根的加工也可以完全采用这种方式。TRT大叶根的结构大致如图9所示。
图9TRT刀根数控车削铣削
叶根的处理与叶型的处理相同。它通常分为三部分:粗加工和半精加工和精加工。为了提高效率，粗加工通常使用更大直径的模切刀进行，只留下0.2 mm的根齿廓余量。除了清除根部外，半精加工的主要目的是确保精加工余量均匀。根据现有数据，预留0.1 mm余量用于精加工。精加工是最关键的加工步骤。为了提高加工效率和保证表面粗糙度，切削参数的确定是非常重要的。为了降低表面粗糙度值，精加工通常是在一个方向上进行。单向加工虽然增加了刀具的空行程，延长了加工时间，但单向加工所获得的加工质量是有保证的。
