葉片的五軸加工過程

　　整體銑削葉輪加工是指毛坯采用鍛壓件，然后車削成為葉輪回轉(zhuǎn)體的基本形狀，在五軸數(shù)控加工中心上使輪轂與葉片在一個(gè)毛坯上一次加工完成。

　　葉片的銑削加工主要采用五軸聯(lián)動銑削加工，其加工過程主要是：

　　一、毛坯質(zhì)量的控制

　　葉片為鑄造結(jié)構(gòu)，材料為馬氏體不銹鋼。將葉片進(jìn)行粗磨，去除夾砂，避免損害刀具。再進(jìn)行UT、MT探傷，檢查缺陷狀況。由于葉片鑄造質(zhì)量不好及余量不均，要求對葉片正、背面加工余量、周邊余量控制，減少數(shù)控加工的工時(shí)。用經(jīng)緯儀測量葉片正、背面加工余量，在葉片的正、背面標(biāo)志測量及加工找正用的3個(gè)定位基準(zhǔn)點(diǎn)并附其坐標(biāo)值。并將測量數(shù)據(jù)用磁盤的形式傳給下序。

　　二、葉片裝夾

　　葉片外形的不規(guī)則，尤其混流式葉片是沒有任何基準(zhǔn)的自由曲面，裝夾方式的研究是實(shí)施編程、加工首先要解決的問題。德國VOITH公司對軸流式葉片采用軸外徑和法蘭定位、立式裝夾方式，混流式葉片采用可調(diào)轉(zhuǎn)向頭千斤頂定位、真空吸盤夾緊方式。真空吸盤夾緊需對吸附部位磨光預(yù)處理，其系統(tǒng)部件占據(jù)面積大。我們研究提出采用正、背面胎具定位、焊塊搭焊和螺釘把合的夾緊方式，具有經(jīng)濟(jì)、高效、操作簡便的特點(diǎn)，據(jù)悉挪威GE公司等也采用此方式。裝夾定位方式對確定工件參考點(diǎn)、實(shí)施找正，對解決葉片正、背型面的錯位這一技術(shù)難點(diǎn)效果良好。

　　三、葉片的找正、測量

　　用數(shù)控機(jī)床銑軸測量裝在胎具上的葉片3個(gè)定位基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，并在胎具上設(shè)定參照點(diǎn)進(jìn)行找正。采用RENISHAW測量系統(tǒng)，開發(fā)應(yīng)用于3維曲面的葉片測量，對加工后的葉型提供了先進(jìn)的檢測技術(shù)。

　　四、工件的編程

　　用UG進(jìn)行數(shù)控編程，創(chuàng)建各操作的刀位軌跡，并貫穿加工的整個(gè)過程。

　　五、葉片的加工

　　葉片加工部位為正、背型面、進(jìn)出水邊和上下焊接坡口。使用的刀具為粗、精面銑刀、螺旋立銑刀、球頭銑刀等。

　　銑削方式采用順銑、加冷卻液的銑削加工。進(jìn)給方向選擇沿葉片造型的參數(shù)線進(jìn)給，對刀具直徑和干涉的要求等銑削性能有利。

　　銑削寬度的確定與表面加工質(zhì)量和加工效率互為影響，由于銑刀在法矢方向傾斜加工，加工后工件表面呈微凹弧形，每刀銑削寬度愈大，銑削殘留的波峰、波谷的絕對值愈大，下序拋光工作量愈大。因此需合理確定每條程序段運(yùn)行排刀的寬度。