如何选择叶轮五轴加工，有哪些工艺优势及难度？

叶轮叶片作为动力机械的一个关键部件，广泛应用于航空航天、军工设备等领域。由于叶轮叶片的型面非常复杂，对发动机性能影响大，设计研制周期长，制造工作量大，其叶轮五轴加工技术一直被视为制造业中的重要制造技术。传统加工工艺采取分体加工方案，即叶片与轮毂分别采用不同的毛坯，分别加工成形后将叶片焊接在轮毂上。这样进行加工，不仅费时费力，而且难以保证叶轮的各项性能指标。

叶轮五轴加工的工艺分析，叶轮叶片主要分叶轮结构与整体叶轮结构。

1.叶轮结构可分为轮毂曲面以及叶片曲面2部分，叶片包含包覆曲面、压力曲面和吸力曲面，叶轮轮毂曲面由叶片中性面根部曲线和叶片中性面顶部曲线绕Z轴转而成；经过旋转轴Z的设计基准面为子午面；中性面是处于叶片压力面和吸力面中间位置的曲面。

2.从整体叶轮的结构特点可以看出，加工整体叶轮时刀具轨迹规划的约束条件较多，相邻叶片空间较小，加工时极易产生碰撞干涉，自动生成无干涉刀位轨迹较困难。

其中，整体叶轮的五轴加工难度有以下三点：

1.叶轮加工流道变窄，叶片相对较长，刚度较低，属于薄壁类零件，在加工过程中极易变形。

2.流道最窄处叶片深度超过刀具直径的9倍以上，相邻叶片空间极窄，在清角加工时刀具直径较小，刀具容易折断，切削深度的控制也是加工的关键技术。

3.叶轮曲面为自由曲面（包含小叶片、窄流道），叶片扭曲比较严重，加工时极易产生干涉。

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