叶轮,整体叶轮数控加工工艺相关

摘要：本文介绍了整体叶轮加工部分的结构特点，浅析了叶轮加工的工艺难点和技术要求。通过加工，提高了浅析理由和解决理由的能力，为与企业的进一步合作奠定了坚实的基础。具有一定的现实作用小学数学教学论文和实用价值。
关键词：整体叶轮；叶片；加工工艺

一、叶轮概述

叶轮是动力机械的关键部件，广泛运用于船舶机械、石油化工、能源动力以及航空航天等领域，其加工技术是现造业中的一个重点课题。传统叶轮采用分段式加工，即轮毂和叶片采用不同的毛坯，分别加工成形后，将叶片焊接在轮毂上。这种工艺既费时费力，又难以保证叶轮的机械性能。在采用整体式加工策略教学论文时，由于叶片是由非可展直纹面和自由曲面构成的，形面复杂。为了提高整体叶轮的加工质量和工效，满足产品生产工艺要求，广泛运用五轴数控机床及CAD／CAM技术。利用多轴数控机床进行叶轮加工，既可以保证刀具的球头部分准确切削工件，又可以利用其转动轴，使刀具的刀体或刀杆避让开工件其他部分，避开发生干涉或过切。
整体叶轮具有结构复杂、数量种类繁多、对发动机性能影响大、设计研制周期长、制造工作量大等特点。加工整体叶轮时刀具轨迹规划的约束条件比较多，相邻叶片空间较小，加工时极易产生碰撞干涉，自动生成无干涉刀位轨迹较困难。叶轮的五坐标加工设计，国外一般采用整体叶轮的五坐标加工专用软件，例如美国NREC公司的MAX-5、MAX-AB叶轮加工专用软件，瑞士Starrag数控机床整体叶轮加工模块，OPEN MIND 公司Hypermill的叶片（含叶盘）、叶轮（含闭式叶轮）等航空航天专用模组，英国DELCAM公司的PowerMILL软件等。目前，我国大多数生产叶轮的厂家采用国外大型CAD／CAM软件，如UG NX、CATIA、MasterCAM等。我们采用的是UGS NX

7.5软件进行工艺参数设计和自动编程。

二、叶轮的结构

叶轮主要由轮毂和叶片构成，叶片包括压力面、吸力面和包覆面，包覆面与压力面和吸力面间变圆角过渡，如下图所示。
叶轮结构图
相邻叶片之间的轮毂称为流道，由根部曲线绕旋转轴旋转而成；叶轮盖由顶部曲线绕旋转轴旋转而成。在整体叶轮的建模过程中，将叶片的建模放在流道和包覆面建模之后，并采用旋转阵列的方式设计叶片，以而实现编程的对称性。
在加工叶轮过程中，不仅要保证叶片形状，还要保证叶片的加工质量。叶片型面加工可分为“线加工（侧刃铣）”和“点加工（刀头铣）”。“线加工”铣刀的侧刃与叶片接触，加工效率高，但由于叶片较薄，加工时回弹影响大，易变形，适于近似加工，精度低。“点加工”使用铣刀底刃切削，加工时产生的变形小，加工精度高，但对于弯曲程度大的叶片，因叶片空间狭窄，加工过程中极易产生碰撞干涉。因此，在叶轮的整体加工中采用“点加工“与“线加工”相结合的策略教学论文。

三、叶轮加工工艺浅析

1.叶轮加工的技术难点

本例中，需要对整体叶轮的流道、叶片和圆角等主要曲面进行加工。加工流道需要去除大量余料。为了使叶轮满足气动性的要求，叶片常采用大扭角、根部变圆角的结构，这给叶轮的加工提出了更高的要求。根据本例具体情况，加工难点如下：
（1）流道过窄，叶片又薄又长，属于薄壁类零件，刚度低，加工过程中极易变形，要合理选择刀具和切削用量。
（2）流道最窄处的叶片深度超过刀具直径8倍以上，相邻叶片空间狭窄，在清角加工时刀具直径小，易折断，制约小学语文教学论文切削深度是关键。
（3）叶片为自由曲面，扭曲严重，并有显著的后仰走势，加工时极易产生干涉，加工难度大。为了避开干涉，有的曲面要分段加工，因此很难保证加工表面的一致性。
（4）前缘圆角曲率半径变化大，加工过程中，机床角度变化大，由于槽道窄，叶片高，变圆角的加工是个难点。

2.叶轮加工工艺

整体叶轮加工技术要求包括尺寸、形状、位置、表面粗糙度等几何方面的要求，也包括机械、物理、化学性能的要求。为了提高整体叶轮的强度，毛坯一般采用锻压件。叶轮叶片必须具有良好的表面质量。精度一般集中在叶片表面、流道表面和叶根表面，表面粗糙度值应小于Ra3.2μm，截面间的型面平滑过度，叶片的表面纹理要求一致，以而限制了走刀方向，也就限制了刀具轨迹。
整体叶轮在工作中为了降低噪声，防止振动，要求具有很高的动平衡性能，所以在加工过程中要综合考虑叶轮的对称理由。在进行CAD／CAM编程时，利用叶片，流道等关于旋转轴的对称性，采用对某一表面的加工来完成对相同加工内容不同位置的操作，如本例对流道和叶片采用了旋转阵列加工的操作。此外，要尽可能减小由于装夹或换刀造成的误差。
该叶轮采用五轴加工，优点是仅需一次装夹定位即能完成该零件的全部加工，采用不同规格硬质合金的球头刀或锥度球头刀，本例中采用R

6、R3球头刀和R2全锥3°的锥度球铣刀。其加工工艺流程如下表所示。

（作者单位：渤海船舶职业学院）