叶轮加工工艺解析

整体叶轮作为航空、航天、机械、化工等行业的透平机械中的关键零件应用越来越广泛。下面就为大家介绍一下叶轮加工工艺。

　　一、刀具的选择

　　为提高加工效率，在进行流道开粗和流道半精加工过程中尽可能选用大直径球头铣刀，但是也要注意使刀具直径2R1min小于两叶片间最小距离L1min，L1min的大小可以根据UGNX3.0软件的分析（Analysis）功能测得。在叶片精加工过程中，应在保证不过切的前提下尽可能选择大直径球头刀，即保证刀具半径R2min大于流道和叶片相接部分的最大倒圆半径rmax。在对流道和相邻叶片的交接部分进行清根时，选择的刀具半径R3min小于流道和叶片相接部分的最小倒圆半径rmin。

　　二、整体叶轮的加工难点

　　1.三元整体叶轮的形状复杂，其叶片多为非可展扭曲直纹面，只能采用五坐标以上的机床进行加工；金属加工微信，内容不错，值得关注。

　　2.整体叶轮相邻叶片的空间较小，而且在径向上随着半径的减小通道越来越窄，因此，加工叶轮叶片曲面时，除了刀具与被加工叶片之间发生干涉外，刀具极易与相邻叶片发生干涉。

　　3.由于整体叶轮叶片的厚度较薄，在加工过程中存在比较严重的弹塑性变形。

　　4.刀位规划时的约束条件多，自动生成无干涉刀位轨迹较困难。

　　三、流道开粗加工

　　根据整体叶轮流道部分的几何特征，流道开粗可采用分层渐进的方法，将流道部分的总加工余量根据叶轮和刀具材料的力学性质以及进给速度等分成若干层进行加工。所分层数和每层的加工余量应该根据总加工余量的最大厚度部分来进行合理分配。采用分层渐进方法进行流道开粗时，选择流道的各个分层面为驱动几何面，叶片面和轮毂面为干涉检查面，可采用的驱动方法为插补方式或相对于驱动面方式。

　　此外，也可采用型腔铣方法对流道进行开粗，从两个不同的方向对流道进行型腔铣开粗。相对于分层渐进法，此方法开粗效率高、加工质量稳定，但是开粗后剩余加工余量大，应根据实际情况合理选择。

　　总体上我国叶轮加工领域的研究与应用同发达国家相比还有很大差距，很多企业的软、硬件都依靠进口，自主版权的软件在生产中未见推广应用，在窄槽道、小轮毂比等高性能叶轮制造技术方面尚未过关，因此研究高性能叶轮的加工技术势在必行。