叶轮五轴加工工艺规划介绍

叶轮由于要获得较好的气动性能,叶片采取一定程度扭曲和根部变圆角处理,增加加工难度。此外,叶轮叶片表面加工质量要求高且叶片薄,制造过程中容易出现工艺问题。按照工艺要求,轮毂表面、叶片表面和叶根圆角面的精度要求高。同时叶轮有平衡性的要求,需在加工过程中考虑叶轮的对称性问题,特别在刀具轨迹规划过程中考虑叶轮对称面的加工,尽量在叶轮五轴加工‍过程中减少换刀和装夹次数。

1、机床的选取

数控机床的结构通常按照工件静止而刀具相对于工件运动来描述,其中五轴联动机床包含三个平动轴和二个旋转轴。双转台五轴联动机床:这类结构的特点就是二个旋转轴都依附于工作台,以X轴为旋转中心的A轴和以Z轴为旋转中心的C轴。这种设置形式保证主轴的刚性要求且结构较简单,但在加工时工件随工作台旋转或摆动,因此工作台不能设计过大且工件不能过大过重,此类结构较常出现在中小型数控机床上。双摆头叶轮五轴加工‍机床:这类结构的特点就是二个旋转轴都依附于主轴上,通过绕二个相互垂直的旋转轴是使刀具旋转。主轴比较灵活但刚性差,由于加工时工作台不运动,因此适合加工大中型零件,常常应用于大型龙门数控机床上。

2、毛坯的选择

毛坯的几何形状是整体叶轮刀具轨迹规划的影响因素之一,叶轮的加工过程中的材料消耗、工艺工序数量和机械加工的效率很大部分取决于毛坯的选择。毛坯的几何形状越是接近于的整体叶轮,越能提高加工效率、节约制造成本等,但此时的毛坯成本将会提高。因此,毛坯的选择不仅仅要考虑整体叶轮机械加工工艺,还要考虑毛坯的制造成本,只有综合考虑以上两个因素才能设计出理想的毛坯,主要包含几何尺寸、材料、制造成本等。

叶轮五轴加工‍常见毛坯的类型:铸造件、锻造件、冲压件、焊接件、型材件和板材件等。毛坯的选择依据是零件的材料和机械力学性能影响毛坯的加工性,其次是零件的几何尺寸影响毛坯的制造成本;也有考虑实际生产能力与市场行情和生产量大小,是否批量生产,酌情考虑新材料、新技术应用的可行性。