五轴加工中心叶轮加工的工艺与流程

一、整体叶轮的加工难点
 
1、三元整体叶轮的形状复杂，其叶片多为非可展扭曲直纹面，只能采用五坐标以上的机床进行加工；
 
2、整体叶轮相邻叶片的空间较小，而且在径向上随着半径的减小通道越来越窄，因此，加工叶轮叶片曲面时，除了刀具与被加工叶片之间发生干涉外，刀具较易与相邻叶片发生干涉；
 
3、由于整体叶轮叶片的厚度较薄，在加工过程中存在比较严重的弹塑性变形；
 
4、刀位规划时的约束条件多，自动生成无干涉刀位轨迹较困难。
 
二、叶轮加工刀具和刀柄的选择
 
1、刀具的选择
 
为提高加工时效，应尽量选用大的球头刀来进行叶片的粗加工，并采用多刃铣刀，这样可以提高加工效率；
 
在刀具结构类 型的选择上，为了提高刀具刚性，除了尽可能的采用大直径的刀具外，还应该尽可能的使用带有锥度的球头刀；
 
刀具材料的选择，需要根据不同的工件材料来确定加工刀具的材料，是 否需要使用带涂层的刀具等等。
 
2、刀柄的选择
 
数控机床刀具刀柄的结构形式分为整体式与模块式两种。整体式刀柄其装夹刀具的工作部分与它在机床上安装定位用的柄部是一体的。这种刀柄对机床与零件的变换适应能力较差。为适应零件与机床的变换，用户必须储备各种规格的刀柄，因此刀柄的利用率较低。模块式刀具系统是一种较先进的刀具系统，其每把刀柄都可通过各种系列化的模块组装而成。针对不同的加工零件和使用机床，采取不同的组装方案，可获得多种刀柄系列，从而提高刀柄的适应能力和利用率。
 
刀柄结构形式的选择应兼顾技术先进与经济合理,叶轮加工刀柄的选择可分为弹簧夹头刀柄和侧固式刀柄，弹簧夹头刀柄的夹紧力是通过螺母套的增力作用产生对弹簧足够大的轴向推动力以实现对刀具的装夹，这样在切屑力比较大的情况下可能会出现弹簧松动而引起掉刀现象的发生。侧固式刀柄由于是产生的是侧向锁紧力，不会在加工过程中出现由于刀具松动引起的过切现象。
 
三、叶轮加工工艺流程
 
叶轮加工流程分为叶轮粗加工、叶片面中加工、叶片面精加工及流道面精加工等几种加工策略。粗加工的目的在于快速高效的去处毛坯余量，也是较能体现叶轮加工效率的策略。半精加工的目的在于使叶片面的余量均匀，为接下来的精加工做相应的准备。精加工的目的在于如何获得很好的表面质量，在刀具的选择、机床转速与进给的搭配等都有很大的关系。
 
叶轮加工效率的提高主要是粗加工效率的提高，使用五轴叶轮粗加工模式，可以实现叶轮的五轴粗加工，能够做到留料均匀，加工轨迹比较平缓，提高加工效率。
 
四、叶轮加工工艺流程
 
叶轮加工流程分为叶轮粗加工、叶片面中加工、叶片面精加工及流道面精加工等几种加工策略。粗加工的目的在于快速高效的去处毛坯余量，也是较能体现叶轮加工效率的策略。半精加工的目的在于使叶片面的余量均匀，为接下来的精加工做相应的准备。精加工的目的在于如何获得很好的表面质量，在刀具的选择、机床转速与进给的搭配等都有很大的关系。
 
叶轮加工效率的提高主要是粗加工效率的提高，使用五轴叶轮粗加工模式，可以实现叶轮的五轴粗加工，能够做到留料均匀，加工轨迹比较平缓，提高加工效率。