五轴机床叶轮加工技术解决方案

　　整体叶轮作为发动机的关键部件，对发动机的性能影响很大，它的加工成为提高发动机性能的一个关键环节。但是由于整体叶轮结构的复杂性，其数控加工技术一直是制造行业的难点。以典型的CAD/CAM软件——UG，编制出深窄槽道、大扭角、变根圆角的微型涡轮发动机压缩机的转子的五坐标加工程序，并在500VS – 500 HS系列机床上实现批量生产。

　　整体叶轮作为透平（Turbine）机械的关键部件，广泛地用于航空、航天等领域，其质量直接影响其空气动力性能和机械效率。因此它的加工技术一直是透平制造行业中的一个重要课题。目前国外一般应用整体叶轮的五坐标加工专用软件[1]，德国arhtur-klink公司500VS – 500 HS高速铣削中心所带的整体叶轮加工模块，此外，一些通用的软件如：UG、CATIA、PRO/E等也可用于整体叶轮加工。目前，国内只有少数几家企业（如：西北工业大学等院校和航空航天系统一些发动机专业厂、专业所）可以加工整体叶轮，而且工艺水平距国际先进水平尚有很大差距。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，德国arthur-klink中国办事处希望通过自身的努力，为国内企业提升产业水平尽绵薄之力很，特别是在窄槽道、小轮毂比等高性能叶轮制造技术方面提供制造技术和服务。

　　整体铣削叶轮加工是指毛坯采用锻压件，然后车削成为叶轮回转体的基本形状，在五轴数控加工中心上使轮毂与叶片在一个毛坯上一次加工完成，它可以满足压气机叶轮产品强度要求，曲面误差小，动平衡时去质量较少，因此是较理想的加工方法。五轴数控加工技术的成熟使这种原来需要手工制造的零件，可以通过整体加工制造出来。采用数控加工方法加工整体叶轮的CAD/CAM系统结构图

　　国内大多数整体叶轮都是根据国外叶轮缩比仿制的，而本文引用的叶轮是北航能源与动力工程学院自主开发的微型航空发动机上的压缩机转子。压缩机转子出口直径为81mm，有8片一级叶片，8片二级叶片，出口叶片高度3mm，叶轮进口直径44.3mm，进口叶片高度17.15mm，叶片厚度最薄处0.4mm，相邻叶片间最小间距为3.1mm。

　　实验结果证明此微型整体叶轮数控加工的方案是可行的，用UG可以实现复杂微型整体叶轮的数控加工编程，加工效果良好。此加工件已经用于微型发动机的试车实验。

　　Arthur-klink公司500VS – 500 HS高速铣削中心提供完整的解决方案，包含软件系统。

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