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工 艺 与 装 备 145 复杂整体叶轮数控加工的关键技术 石 佩 斐 郭 鹤 (郑州科技学院机械工程学院，郑 州 450064) 摘 要 ：叶轮数控加工的复杂性与精度问题，历来是机械加工研究的重点。针对复杂整体叶轮的数控加工技术， 包括电解刀具规划技术、圆角处理技术、改造技术等，进行简单的论述分析。叶轮的应用较为广泛，若能解决加 工问题，则能够极大程度地推动叶轮在各个领域中的运用。 关键词：复 杂 性 整 体 叶 轮 数 控 加 工 关 键 技 术 随着市场需求的变化，整体叶轮的形状也呈现多样 的非线性误差计算模型；针对刀轴矢量转动所造成的非线 化。叶轮的制造标准不断提升，使得整体叶轮加工的难 性误差问题以及机床转动行程限制问题，研宄出适用于五 度加大。为了确保复杂整体型叶轮加工的合格率，需要 坐标数控加工生产的刀具轨迹计算法[1]。 加工人员熟练运用加工技术，掌握加工技术应用要点，利 3 复杂整体叶轮数控加工关键技术 用数控技术，实现整体叶轮加工，进而生产出适应市场需 3 . 1 复杂整体叶轮数控加工技术 求的整体叶轮产品。 3.1.1规划技术 1 叶轮概述 复杂整体叶轮数控加工关键技术中，规划技术主要针 叶轮是各类产品的构成部件，包括水轮机产品、汽轮 对刀具轨道。传统的数控加工刀具轨道规划工作，主要是 机产品、航空发动机产品等。叶轮能够进行气液体加压， 基于零部件的几何形态与曲面参数等。传统的规划工作所 实现能量转换。叶轮构成包括轮盘与叶片等。基于结构构 生产的部件利用率较低，难以满足裁剪叶片的配置需求， 成角度，它可以分为开式叶轮、半闭式叶轮、闭式叶轮。 因为叶根处受到限制，使得刀具与被加工部件之间产生碰 基于运行速度，它则可以分为高速叶轮、中速叶轮、低速 撞，最终影响叶轮部件的加工效果。而复杂整体叶轮数控 叶轮等。叶轮对机械产品的性能有着直接影响，不仅决定 加工中的刀具轨道规划技术，采取参数映射法，减少叶片 着机械的工作效率，还影响着机械的工作寿命。叶轮数控 与刀具的干涉，重新规划刀具，使刀具轨迹有效避免了空 加工的难点在于叶片加工，尤其是航空领域所使用的叶轮， 行程。同时，因为刀具轨迹和叶片流线的方向能够保持一致， 其叶片扭曲程度较大，通道狭窄，对于加工精度要求较高， 极大地提升了叶轮部件加工的质量。运用刀具轨道规划技 要求各叶片保持一致，同时表面粗糙度必须控制在规定范 术，能够有效提升叶轮加工零件的性能。 围内。加之叶轮材质的影响，使得整体叶轮数控加工的难 3.1.2处理技术 度较大。 复杂整体叶轮数控加工处理技术，主要是指对整体叶 2 复杂整体叶轮数控加工技术的发展 轮前后边缘圆角进行加工处理。对于较为复杂的整体叶 复杂整体叶轮数控加工技术是基于整体叶轮数控技术， 轮数控加工作业，其中多数环节均需要借助先进技术力 采取智能化控制技术进行叶轮数控加工作业。复杂整体叶 量，以实现高效处理。但是， 目前复杂整体叶轮数控加 轮数控加工对象的种类较多，产品难以批量生产。因为型 工处理技术还处于不断升级与改革的发展状态，难以满足 号相同的产品较少，数控加工精度要求相对较高。复杂整 复杂整体叶轮数控加工的精准度要求。在处理叶轮前后边 体叶轮数控加工朝向自动化与高精度方向发展。此加工工