插铣技术在诱导轮加工中的应用

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1、第40卷第1期2014年2月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．40．№．1Feb．2014插铣技术在诱导轮加工中的应用史勇，何卫东，卢博(西安航天发动机厂，陕西西安710100)摘要：介绍了采用UGTCL程序算法计算仿真插铣诱导轮的加工工艺。通过DEFORM软件计算插铣诱导轮工艺参数，并经工艺优化得到了一套插铣加工诱导轮的最佳工艺规范。采用该规范加工的诱导轮满足设计要求。装配该诱导轮的发动机通过了热试车考核。关键词：插铣技术；诱导轮；液体火箭发动机涡轮泵中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：16

2、72—9374(2014)01—0076—05ApplicationofplungemillingininducermachiningSHIYong，HEWei-dong，LUBo(Xi’anSpaceEngineFactory，Xi’an710100，China)Abslzact：AUGTCL--basedcalculatingmethodofplungemillingininducermachiningisintro··duced．DEFORMsoftwareisusedtocalculatethetechnologicalparam

3、etersofinducerplungemilling．Aprocessspecificationforinducerplungemillingwasobtainedafterprocessoptimization．Thein-ducermachinedwiththeprocessspecificationmetthedesignrequirements，andpassedtheenginehotteSt．Keywords：plungemilling；inducer；turbopumpofrocketengine0引言插铣技术是一项正在迅

4、速发展的新型加工技术，可在,Z-轴方向上快速铣削大量金属。该技术加工效率高，在加工过程中刀具沿主轴方向做进给运动，利用底部的切削刃可进行钻、铣组合加工。在重复插铣达到预定深度时，刀具不断缩回和复位，便于下一次插铣时迅速从重叠走刀处去除大量金属㈣。本文介绍利用插铣工艺技术加工诱导轮的工艺过程。1诱导轮结构和设计要求诱导轮是液体火箭发动机涡轮泵的关键部件。诱导轮为多头变截面螺旋叶片结构，型面复杂，工作转速高(5000～10000rpm)，设计精度要求高。诱导轮的二维结构见图1。收稿日期：2013—09—23；修回日期：2013—10—16作者

5、简介：史勇(1983一)，男，工程师，研究领域为数控加工工艺第40卷第1期史勇，等：插铣技术在诱导轮加工中的应用77oe图1诱导轮二维结构图l毽1Two—di咖自j加a】aUmtmll'edinducer诱导轮轮毂由圆滑曲面构成。叶片呈扭曲状，叶尖左右两侧分别由离散点组成自由曲线，叶片根据叶尖离散点角度射线形成直纹螺旋曲面。诱导轮的设计技术要求见表1。表1诱导轮设计技术要求Tab．1Maintechnicalspecilicafionsininducerd皓i伊2诱导轮插铣工艺仿真计算诱导轮叶片插铣过程中，刀具沿叶片直纹方向连续上下运动，

6、去除材料，单个纹路依据直纹变化规律连接形成整个型面，提取叶片直纹作为轴向插铣刀路特征。设工件坐标系为o。xyz，叶片按刀具半径偏置后任一顶点坐标为(‰yo，zo)，直纹矢量为a(，，．，，K)，工件坐标系与加工求解坐标系一致，使用A和B转台卧式加工中心。插铣点位转换原理见图2。图2插铣点位转换爬图№2n衄幽珊i玛principle越炯points通过求解曲面偏置后任意直纹位置的起点、方向和终点，以确定插铣加工的定位方向和刀位点。其求解过程如下：首先，将直纹矢量d的转动转化为刀具相对于工件的转动，使刀具相对于工件绕戈轴逆时针转动A角，然后使

7、刀具相对于工件绕Y轴逆时针转动B角，其中B和A角的计算公式如下：B=arctan—去◇o)、／，+K2。’脚00-arctan监K互(，<0)B=90。(，-0)A=9。o-atctanK．，l、／．，K，>≥O。)心700+atctan引熊3)脚oo+at叫等旧引脚700—atctan㈨锚)工件坐标系下的插铣起点直线坐标转换过程如下：工件绕戈轴旋转插铣定位A角度，变换矩阵为T12cosA——sinA0sinACOsA010178火箭推进2014年2月工件绕Y轴旋转插铣定位B角度，变换矩阵为[exprSrot㈣)+360．01／孔=旧0那

8、么(xy三1)=(戈oyozo1)的直线坐标如下：X=XocosA+Y0sinAy2叫osiMeosB+y0cosAsinB+zosin／?z=zosinAsinB+y0eosAsinB+zo