深度研究叶轮五轴加工需要从哪些方面入手

整体叶轮的定位基准选取以后就要考虑夹具的设计,由于叶轮属于常规零件且在五轴联动机床上加工,所以并不需要进行夹具的重新设计。根据夹具的应用范围可分为四类:通用夹具、可调夹具、组合夹具和专用夹具。其中通用夹具是指结构和尺寸已标准化和规划化,能适用于一定范围内不同工件的加工需求。这类叶轮五轴加工‍夹具通常是机床的附属件,市场上比较常见,不需要工厂车间自行设计生产。

1、整体叶轮工艺分析

叶轮五轴加工‍叶轮加工主要存在多方面难点,如叶片相对较长而薄,其刚度随之降低,造成加工过程中易变形,增加加工难度,通常造成所选刀具直径相对较小,导致刀具刚性降低且易折断,难以增加背吃刀量提高加工效率;或者叶轮叶片扭曲且流道比较窄,加工时刀具与工件易干涉,增加刀轴的控制难度。因此,要加工制造出合格的整体叶轮,需多方面多角度综合考虑叶轮的几何结构特点(如:叶片扭曲且薄、流道比较窄、加工精度要求高等),据此规划出符合本叶轮特点的加工工艺方案。

2、工艺基准与夹具的选取

整体叶轮加工工艺基准即是叶轮加工、尺寸测量和装配过程中所用到的基准。根据用途的不同通常分为四类:定位基准、测量基准、工序基准和装配基准。本文主要研究整体叶轮的定位基准。定位基准是为保证工件在机床或夹具上处于正确位置的基准,通过工件与定位元件直接接触的点、线和面等实际表面或者工件的几何中心、对称面等起定位作用。定位基准又可根据毛坯表面是否进行过机械加工,分为粗基准和精基准二类。

一般整体叶轮的毛坯已经过车削粗加工,因此叶轮五轴加工‍只需考虑精基准的选择。精基准选择的五大原则:基准重合、基准统一、互为基准、自为基准和便于装夹。同时,由于整体叶轮加工主要包括粗加工、叶片的精加工、流道的精加工和清根加工,基准的选取又不完全统一。综合以上因素,选取毛坯的外圆面和底面作为整体叶轮加工的精基准。