发动机压气装置的叶轮数控制作探究

    工艺方案的确定毛坯以及装夹定位首先锻造铝合金的毛坯，加工成如所示的回转体的基本形状。其中定义A、C轴交点为机床原点，B为编程原点。用三爪自定心卡盘夹D端，以A处定位，用测量探头测量E处，通过反复调整使叶轮Z轴在机床C轴中心的误差范围之内；用测量探头测量C处，通过反复调整使叶轮，使C平面平行于XY平面。刀具的选择根据叶轮叶形通道的曲面设计要求，进行刀具的选择。选择的原则是：在轮毂通道能够通过的情况下，尽量选择大直径的刀具。

　　叶轮铣削工艺安排开槽为了提高效率，叶轮开槽进行分层铣削。首先选择较大直径的8mm短刀进行叶片进、出口上、下部槽的粗加工，进给速度800mm/min，主轴转速4000r/min，走刀方式为顺铣；其次选择8mm的长刀进行进口、出口的下部槽粗加工，进给速度刀号刀具直径/mm刀头锥度，进行叶片中间上部槽的粗加工，进给速度400mm/min，主轴转速6000r/min.实践证明开槽粗加工宜选用整体硬质合金平底立铣刀从毛坯中心向外缘铣削加工，并注意槽底与轮毂表面应留有一定的加工余量。

　　铣轮毂选择1.85mm的刀具，进行叶片轮毂的加工，进给速度300mm/min，主轴转速7000r/min，走刀方式为进口三角形开槽。由于精铣轮毂表面（即气流通道底面）是采用点位加工，故轮毂表面留有刀痕，这正是设计者所要求的，但应注意刀痕的一致性，实践证明刀痕的一致性影响着叶轮的整体性能。

　　叶片进出口修尖根据设计图样的要求，选择1.85mm的刀具对叶轮叶片的进口和出口进行倒角和修尖。叶片型面精加工选择1.85mm的刀具进行叶片的侧刃粗、精加工。由于精铣叶片采用的侧刃加工，叶形精加工与清根加工宜在一次加工中完成，这样可保证叶片表面没有刀痕，表面加工的一致性较好，表面粗糙度值能达到Ra＝3.2mm以上。

　　结语（1）对于变曲面、半开式压气机叶轮的数控加工，其难点在于根据叶形曲面的复杂变化，进行工艺方案分析，选择合理的加工刀具及加工路径，同时根据设计的要求确定选择侧刃加工还是自由曲面点加工，并且将精度及表面粗糙度控制在允许的误差范围内。通过优化加工刀具轨迹，尽可能的减少加工时间，同时避免刀具、叶片振动情况的发生。（2）利用当前的CAD/CAM技术进行计算机建模、数控编程及VERICUT软件模拟加工仿真技术，可使生产研制周期短，加工精度高，同时加工过程的安全可靠性更加有保证，其方法已成为现代机械制造行业追求的目标。（3）在五轴加工中心上使轮毂与叶片在毛坯上一次加工完成，通过三坐标测量机的测量可知实际加工的曲面与设计要求的曲面非常接近，误差小、精度高，叶轮动平衡时去重量也较少，是当前较理想的铣削整体叶轮的加工方法之一。