烟气轮机动叶片叶身五轴联动数控加工
双摆转台五轴联动加工中心XKRFive-axisBladeWheel-BYJC
-10°+100°
-10°+100°
-110°+10°
-110°+30° -110°+30°
机
电
360°
360°
360°
360°
360°
院 机
床
m/min 20
20
30
30
30
产
品
A轴 A axis
r/min
25
15
20
20
20
C轴 C axis
r/min
25
20
20
20
20
主轴转速 Speed
rpm
18000
10000
10000
16000
16000
主轴锥孔 Spindle taper
HSK50E
BT30
BT40
HSK63A
HSK63A
主轴电机功率 Spindle motor power
Kw
18
3.7
7.5
30
30
刀库容量
pcs
16
16
20
20
20
Tool magazine capacity
71
技术参数
Technical parameters
项目 ITEM
单位 UNIT
XKH1600
XKH800
XKH800A
XKH400A
A轴端面至顶尖最大距离
mm
1600
800
800
400
Max. Distance from shaft A to tail Stock
A轴最大回转半径 Max. Rotary radius of shaft A
整体叶轮的五轴数控编程及加工(
整体叶轮的五轴数控编程与加工2009-04-13 15:13:17 作者：张家口煤矿机械制造高级技工学校任涛来源：《CAD/CAM与制造业信息化》杂志分享到:更多...叶轮又称工作轮，离心式压缩机中唯一对气流作功的元件，转子上的最主要部件。
一般由轮盘、轮盖和叶片等零件组成。
气体在叶轮叶片的作用下，随叶片作高速旋转，气体受旋转离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使它通过叶轮的压力得到提高。
对叶轮的基本要求是：1.能给出较大的能量源。
2.气体流过叶轮的损失要小，即气体流经过叶轮的效率要高。
3.气体流出叶轮时各参数合宜，使气体流过后面固定元件时的流动损失较小。
4.叶轮型式能使整机性能曲线的稳定工况区及高效区范围较宽。
常分为闭式、半开式和开式叶轮。
叶轮的建模可分为轮毂曲面(Hub)以及叶片曲面(Blade)两部分,叶片又包含包覆曲面(Shr oudSurface)、压力曲面(Pressure Surface)和吸力曲面(Suction Surface)，如图1所示。
叶轮轮毂面及叶轮盖分别由叶片中性面根部曲线和叶片中性面顶部曲线绕Z轴旋转而成。
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。
对于轮毂曲面和包覆曲面，可分别由叶片根部曲线和叶片顶部曲线绕Z轴回转而成，故在整体叶轮的建模过程之中，把叶片的建模放在轮毂曲面和包覆曲面建模之后。
叶轮类零件构成的一般形式是若干组叶片均匀分布在轮毂的曲面上。
一组叶片中可能只有一个叶片，也可能有若干个叶片。
前一种情况的叶片分布称为等长叶片，后一种的叶片形式主要指含有小叶片，一般称为交错叶片。
本例的整体叶轮产品效果，如图2所示。
一、整体叶轮结构加工工艺分析在本实例中，需要对整体叶轮的流道、叶片和圆角主要曲面进行加工，如图3所示。
另外，在叶片之间有大量的材料需要去除。
为了使叶轮满足气动性的要求，叶片常采用大扭角、根部变圆角的结构，这给叶轮的加工提出了更高的要求。
利用数控磨床加工烟气轮机动叶片榫齿
导致工作效率降低。因此，设定合理的加工量是非常重 要的。通过试验，一片单面余量约为 ３ ｍ的动叶片榫 ｍ
齿 ，在加工时按照 １５ ｍ ｍ 、 ．ｍ ．ｍ 、１ ｍ ０５ ｍ进行分步加工 ，
三 、砂轮的选择和修正量的确定
五、冷却液和冷却方式的选择
在加工过程中 ， 砂轮与榫头摩擦 时产生磨削热会 造 成榫头温 度过 高，如果 冷却 不 充分 则加 工不 能 正常进 行，加工榫齿时切削液选择采用水 基切削液 ，按照 亚硝 酸钠 １ ，苯 甲 酸 钠 ０５ ％ ．％，三 乙 醇 胺 ０４ ，甘 油 ．％
了 工人的劳动强度，增加 了成本。如果砂轮修正量过
棒齿的加工 。
一
盘连接 的，工作状 态下烟气直 接作用 于叶片 叶身表 面．
并带动转子旋转 ，因此榫齿是 动叶片 的重要装 配部位 ， 其加工精度决定着转子的装配质量 ，并 直接 影响着烟气
轮机运行的可靠性 因而，榫齿的尺寸精度和 表面粗糙
、
加工 工艺 的制订
度要求均很高 ，尺寸公 差要求在 ０ ０ｒ 以内．表 面 ４ ｍ ａ
砂轮的选择对磨削效率及关键 表面质量起 着十分重
为 保证尺寸精度和表面粗糙度的要求， 了 在程序末端设
置光刀程序 ， 在无进给量的情况下提高表面粗糙度。
要的 用。 叶 的 料 高 合 韧 黏 较 作 动 片 材 选用 温 金， 性和 性
大， 通过试验 ，选择 白刚玉和铬刚玉混合磨 料制成 的砂 轮， 粒度 为 ８ ０目，线速度 为 ３ ｍ ｓ ５ ／。 如果砂轮 的修正量过大 ，既减少 了一 片砂 轮加工动 叶片榫齿 的数量 ，又增加了工人更换砂 轮 的次数 ，增大
长兴模具培训-五轴联动加工中心介绍
五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。
现在，大家普遍认为，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。
五轴机床的种类有：摇篮式、立式、卧式、NC工作台+NC分度头、NC工作台+90°B轴、NC工作台+45°B轴、NC工作台+ A 轴°、二轴NC 主轴等。
五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成五面体的加工。
若配以五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够适应像汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。
立式五轴加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴，设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。
工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。
这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。
A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。
A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。
这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。
但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。
另一种是依靠立式主轴头的回转。
主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还有带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。
这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。
叶轮零件的五轴数控制造质量与关键技术研究
叶轮零件的五轴数控制造质量与关键技术研究叶轮是一个很重要的机械零件，在液体和气体传送、涡轮发电机和蒸汽轮机等领域都有广泛的应用。
制造优质叶轮是保证这些设备高效、安全运行的关键因素之一。
为了达到高品质叶轮零件的要求，五轴数控制造技术（5-axis CNC machining）是至关重要的。
下面将会详细阐述该技术的基本原理，以及叶轮制造过程中的关键技术。
五轴数控制造技术是一种以数控机床为基础的先进加工技术，旨在提高设备的制造效率与加工精度。
该技术最主要的特点是机械零件的各个曲面都可以在一次加工中完成，无需多次换刀和装夹，从而避免了多次加工导致精度误差的累积，提高了加工效率和零件精度。
而在叶轮制造的过程中，叶轮轮毂和叶片的形状对零件精度有着至关重要的影响，因此需要特别关注其加工细节。
以下是一些制造叶轮零件的关键技术：第一步：工艺设计这是制造任何零件的第一步，也是最重要的一步。
工艺设计包括计算机辅助设计（CAD），计算机辅助制造（CAM）等，它是实现五轴数控制造的基础。
工艺设计可以提高制造效率和质量，并降低成本。
第二步：材料选择和加工前准备不同的叶轮操作环境需要不同的材料，比如温度、压力、腐蚀等。
因此，选择合适的材料是至关重要的。
在加工前，需要对材料进行气体灰度测量、表面越限检查、热处理等，以确保材料质量达到要求。
第三步：五轴数控制造技术的应用五轴数控制造技术可以在一次加工中完成叶轮轮毂和叶片的加工，避免了多次加工导致的加工误差，提高了精度和效率。
尤其是在叶片的加工中，五轴数控技术可以确保其弯曲或扭曲的形状完全一致，从而确保了叶轮零件的整体平衡性和流体力学特性。
第四步：质量控制和性能测试通过CAD/CAM进行的工艺设计以及五轴数控制造技术的加工，能够产生高度准确的叶轮零件。
然而，为了确保叶轮零件达到设计要求，还需要进行一系列的质量控制和性能测试，如静态平衡、动态压力测试等，以确保零件的可靠性和性能。
综上所述，五轴数控制造技术在叶轮零件的制造过程中扮演着至关重要的角色，它可以提高生产效率，降低生产成本，并确保零件的高质量和高精度。
YL8000X型烟气轮机动叶片五轴联动数控加工关键技术研究的开题报告
YL8000X型烟气轮机动叶片五轴联动数控加工关键技术研究的开题报告【1、选题背景和研究意义】随着工业化的迅猛发展，燃煤电厂等大型烟气排放设备的数量增加，烟气轮机作为一种高效能的能量转换设备，广泛应用于燃煤电站中，是保障电网稳定运行的重要组成部分。
其中，烟气轮机动叶片是烟气轮机关键部件之一，其几何形状参数的精度直接影响烟气轮机的性能和效率。
在传统制造模式下，烟气轮机动叶片的加工存在着加工精度低、加工周期长、加工成本高等问题，难以满足现代高效安全的生产要求。
而数控加工技术广泛应用于航空航天、汽车制造、模具制造等领域，其精度高、效率高、可靠性强的特点，使其成为改善烟气轮机动叶片制造的重要技术。
本研究旨在针对烟气轮机动叶片的数控加工问题，研究YL8000X型数控加工中心来提高烟气轮机动叶片加工的精度和效率，为烟气轮机制造业的发展做出贡献。
【2、研究内容】本研究的主要内容为：针对烟气轮机动叶片的几何结构特点，研究在YL8000X型数控加工中心上实现烟气轮机动叶片的五轴联动数控加工技术；开展烟气轮机动叶片数控加工工艺研究，确定刀具轨迹、加工参数、加工工序等；开展烟气轮机动叶片加工精度测试，分析加工误差来源并进行优化；开发烟气轮机动叶片数控加工系统，提高数控加工的管理和控制水平；编写烟气轮机动叶片加工操作工艺规程和维护保养标准，为实现烟气轮机动叶片数控加工提供操作指导。
【3、研究方法】本研究将采用理论研究和实验研究相结合的方法，主要包括以下内容：通过文献综述和实际调研，分析烟气轮机动叶片加工的现状和存在的问题，确定研究方向和内容；在YL8000X型数控加工中心上对烟气轮机动叶片进行五轴联动数控加工实验，探究加工工艺和加工参数；采用三坐标测量仪对加工后的烟气轮机动叶片进行精度测试，分析加工误差来源并进行优化；开发烟气轮机动叶片数控加工系统，提高数控加工的管理和控制水平；编写烟气轮机动叶片加工操作工艺规程和维护保养标准，为实现烟气轮机动叶片数控加工提供操作指导。
基于五轴联动加工技术的叶轮加工方法分析
ＤＯＩ：１０．１９３９２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７１ ７３４１．２０２０１９１２０基于五轴联动加工技术的叶轮加工方法分析钟国成桂林航天工业学院 广西桂林 ５４１０００摘 要：叶轮是动力机械中不可缺少的重要部件，已经被广泛应用于汽车制造、航空航天等多个领域。
由于叶轮本身的结构复杂性较强，应用传统加工技术困难性大，性价比不高。
五轴联动加工技术可有效避免刀具干涉，提升表面质量，增强加工精度，性价比高，目前已经逐渐取代传统加工技术。
本文主要讨论了基于五轴联动加工技术的叶轮加工思路与具体加工方法，以供参考。
关键词：五轴联动加工技术；叶轮加工；方法 所谓五轴联动加工技术，简单来说就是一种在ＣＮＣ控制下五个坐标轴协调运动加工零件的加工技术，它以计算机网络技术作为主要的技术支撑。
随着加工技术的持续发展，虚拟仿真技术逐渐被应用于五轴联动加工中，给后者加工质量与精度的提升产生了重大的积极影响。
基于五轴联动加工技术加工叶轮，为避免刀具干涉、碰撞，先在仿真环境中构建叶轮模型，经多次试验后确定切削参数，并对其进行验证，再将参数录入五轴联动数控机床，叶轮一次成型。
这不仅能提升叶轮加工质量与精度，也能减少加工叶轮的必要时间，同时做到资源的有效节约。
那么，基于五轴联动加工技术的叶轮加工具体方法是什么样的呢？以下就是笔者对此的分析与论述。
一、基于五轴联动加工技术的叶轮加工思路（一）工艺流程叶轮加工主要是加工叶片与流道，由于叶片通常为扭曲状，而流道则很狭窄，所以加工中常有干涉、过切、碰刀现象。
为了实现对这些现象的有效规避，并保证加工精度，选择分阶段济钢。
第一阶段，叶片、流道粗加工，主要采用五轴曲线加工法，对于流道，先进行结构分割后再加工；第二阶段，叶片精加工与清根处理，主要采用五轴侧铣方式；第三阶段，流道精加工，主要采用五轴限制面加工法。
（二）五轴加工刀具路径规划（１）粗加工刀具。
第一阶段粗加工从流道深度延伸的方向进行分层加工，合理连接每层的刀具路径，使之构成整体加工路径。
压气机叶轮五轴联动数控加工技术探析
涡轮增 压器 的关 键 零 件 是 压 力 机 叶轮 ， 力 机 压
叶 轮 叶 片 的 设 计 应 用 了 大 量 空 气 动 力 学 以 及 流 体 力
工 效率 以及 加工 质量 的提 高提 出 了相 应 的挑战 。 在五 轴 联 动数 控 加 工 系统 的研 究 和 开发 上 ， 国
外 发 展较快 ， 国、 美 日本 、 国 等一 大 批 国际化 的公 德
Ａｂｓｒ ｃ ： ｒ ｒ ａ ｉｉ ｇ ｃ ｍ ｐｒ ｓ ｏｒｉ ｐ ｌｅ ａ ｈｉ ｎ ｅ ｔ ｒ，Ｉ ｓｎｅ ｄ ｔ ｓｇｎ ｐｒ ｕｃ ｓａ ｌｎ ｔ ｈｅ ｒ ｑ ｒ ｍ ｅ ｔ ｔａ ｔ Ｆｏ ｅ ｌｚｎ ｏ ｅ ｓ ｍ ｅｌ ｒｍ ｃ ｎｉｇ ｂ ｔｅ ｔｉ ｅ ｏ ｄｅ ｉ ｏｄ ｔ ｉｅ ｗｉｈ ｔ ｅ ｕｉｅ ｎ ｓ，
订单 生产 的模式 ， 在 一 定 程度 上 给 压 气 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 叶轮 加 都
ｅ 七 ； 写 写 ＼ ！ 吕 坊
度 和广度都 落后 于 发 达 国家 ， 因此 对 压 气 机 叶 轮五
轴联 动数控 技术 的研 究有 着十 分重要 的现实意 义 。
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写
ｅ 石
Ａ ｎ ｌ ｓｓｏ Ｃ ａ ｈｉ ｎｇ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｆＣｏ ｐｒ ｓ ｏ ｍｐｅ ｌｒ Ｆｉｅ ａ ｌ ｎ ｇ ａ ｙ ｉ ｆＮ Ｍ ｃ ｎｉ ｃ ｏ ｏ ｙ ｏ ｍ ｅ ｓ ｒＩ ｌｅ ｖ － ｘ ｅ Ｌｉ ｋａ ｅ
压气机叶轮五轴联动数控加工技术
压气机叶轮五轴联动数控加工技术张辉1郭彬2(1.恒天重工股份有限公司化纤工程事业部，郑州4500012.郑州科技学院机械工程学院，郑州450064)摘要：在进行压气机叶轮的加工过程中，需要保障其实际的叶轮形状和压气机叶轮的高度符合，这是保障 压气机叶轮稳定形成的关键和基础。
为了使压气机叶轮五轴联动的数控加工更加具有高效率、高精度甚至是高强 度，需要充分考虑压气机叶轮叶片的几何造型以及加工刀具的轨迹优化处理。
本文将对压气机叶轮五轴联动数控 加工技术进行探究，以期给相关的从业人员提供帮助。
关键词：压气机叶轮五轴联动数控加工技术引言压气机叶轮是涡轮增压器械的重要零部件。
在设计压气叶轮的过程中，需要充分考虑空气动力学、流体力学两门专业学科，从而更好地研宄压气叶轮的强度和振动的条件。
压气叶轮的形状相对较为复杂，多是具有一定空间扭曲的三维造型。
在进行压气叶轮的设计过程中，理论计算中得到的叶型将对压气机运行的压力比值、工作效率等参数带来严重影响[1]。
所以，为了保障压气叶轮的加工更加具有精密性，应该使其实际的叶轮形状与理论计算得到的叶轮形状相一致，以满足实际的生产标准。
此外，当前多种压气叶轮以及小批量的生产市场模式逐渐向大规模的生产变化，成为压气叶轮生产迫切需要解决的问题。
从世界范围上分析，当前美国、日本等国家在压气机叶轮数控加工技术的相关研宄方面具有一定优势，且处于世界领先水平。
我国在这方面的相关技术和研宄起步较晚，与其他国家相比还比较落后。
因此，面对当前多变的市场模式，需要逐渐提高压气叶轮的精度、强度等各个方面的研宄，这对于压气机叶轮五轴联动数控加工技术具有较深远的意义[2]。
1压气机叶轮的种类目前按照结构进行分类，压气机叶轮的分类结果如表1所示。
表1压气机叶轮目前的结构分类种类优点缺点整体轮在气动性方面具有较大优势，且在实际应用过程中，其气流损失较小，运行效率较高，且设备维修时拆装十分方便整体轮的维修成本相对较高，所以加工难度较大，因此需要运用五轴联动的加工方式分体轮加工难度较低，且加工成本较小，部分可以使用四轴联动的方式进行加工在加工分体轮的过程中，具有较大的气流损失，所以分体轮的拆除和安装相对较为繁琐(1)直纹面造型分析，如图1所示。
汽轮机动叶片五轴数控工艺设计
Southwest university of science and technology本科毕业设计（论文）汽轮机动叶片五轴数控工艺设计学院名称制造科学与工程学院专业名称机械设计及自动化学生姓名学号指导教师二〇一二年六月汽轮机动叶片五轴数控工艺设计摘要：汽轮机叶片汽道型面数控加工是汽轮机叶片加工的关键工序之一。
系统分析了汽轮机叶片的结构，叶片从毛坯到最终成为产品的工艺过程和加工过程中使用到的机床和检测方法。
应用数控原理与五轴数控加工技术，设计分析汽道型面加工定位原理、夹具的结构及夹紧原理、加工运动轨迹。
在Proe软件环境下，编制对动叶片汽道型面加工五轴数控代码，并利用自带仿真功能进行仿真分析，满足动叶片汽道型面五轴数控加工质量需求。
关键词：汽轮机；动叶片；计算机辅助编程（CAM）；汽道数控加工NC Process Design of 5 Axis on Steam Turbine BladesAbstract: The blade surface NC Machining of the steam turbine is the key procedure of steam turbine blade processing. This paper introduces the structure of the turbine blade and the manufacturing process of blades from blank to products and machines and detection methods which are used in the process. And this paper also introduces and the procedure of finish milling airway is designed in detail in the thesis, including b lade machining process localization, NC code writing and movement locus of cutting tool.On the basis of Proe, this paper introduces the process of NC code writing, and uses the built-simulation capabilities for simulation, then meets the quality requirements of the blade surface,Keywords:turbine ; blade ; CAM ; airway NC Machining目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2汽轮机叶片相关发展 (2)1.2.1 汽轮机叶片介绍 (2)1.2.2 叶片毛坯制造相关发展 (4)第2章叶片的机械加工工艺过程 (5)2.1叶片工艺特点 (5)2.2动叶片加工工艺过程 (5)2.3动叶片加工工序内容 (7)第3章叶片汽道型面五轴数控加工工序设计 (18)3.1汽道加工方法分类 (18)3.1.1等截面直叶片加工 (18)3.1.2有成型规律叶片汽道加工 (19)3.1.3自由成型叶片加工 (19)3.2、汽道型面加工工序内容 (19)3.3、汽道型面加工定位原理分析 (20)3.4、汽道型面加工夹具的结构及夹紧工作原理 (21)3.5、汽道型面加工运动轨迹分析 (23)3.6、汽道型面加工编程及加工代码分析 (25)3.6.1汽道型面加工编程 (26)3.6.2汽道型面数控代码及分析 (29)结束语 (36)致谢 (37)参考文献 (38)第1章绪论1.1 课题背景随着我国经济的快速发展，我国电力工业发展迅猛。
烟气轮机叶片数控加工工艺
地提高 了加工 和 编程效率。 我厂 采用 了 Ｖ ＲＣ Ｔ 仿 真 Ｅ ＩＵ 模 拟 软 件 对 ｈ— ｖ
ｐｒ Ｌ软件 自动 ｅＭＩ 生成 的刀具轨 迹
（） 叶根 加工 ａ
刃对各种曲面的适应性较强，刀具轨迹的计算也比较简
来说，在刀具和工件几何尺寸一定的条件下，影响加工
精度的主要运动参 数有刀 具的转 速 、工 件的 转速 以及二者的 比例系数Ａ＝ｖ ｖ。一般条件下 ，工件 的转 ｔ ／ 速决定 了加工效率的高低 ，因此为了提高 生产效率可适
材质要求为耐高温、耐腐蚀、
热变 形小 的 高温 合 金 ，且 叶 身型 面 复杂 ，因此 加 工 难度 大 。我厂 以 前对 叶片 的 加工 图 １ 烟气轮机动叶片 采用手工磨削 ，该加工方法不仅费时 、 力 ，而且 加工 费 过程 中 产生 的大量粉尘 对操 作者的身体健康造 成很大 的 威胁 。 过 长 时 间调 研 和反 复试 验 ， 厂 采 用 Ｍ ｚ 经 我 ａｋ ａ
程序 ，从 而大 大
常对刀具要求的高强度、高刚度 、高寿命、高精度及良 好的断屑和排屑性能外，还要保证有良好的刀位计算功
能 ，便 于生成简洁有效 、稳定连续 的刀具轨 迹。 目前加 工 曲面 的主要刀具有 ： 头铣 刀 、环形铣 刀 、平头铣 刀 球
及在多轴加工中应用较多的鼓形铣刀和圆锥立铣刀。球
Ｉ Ｔ Ｇ Ｅ ３０ Ｉ Ｓ ＲＥ Ｎ Ｅ Ｒ Ｘ ０ 一Ｉ Ｅ ＩＳ车铣复合加工 中心并选用 Ｉ Ｓ Ｎ ＶＣ Ａ Ｄ Ｉ 刀具 ，利用 Ｈ ｐｒ ＩＬ软件完成烟气轮机叶 ｙｅＭ Ｌ 片数控加工， 并得到可靠的加工工艺和参数。
２ 叶片的数控Ｊ － ． ｊｒ ￣
基于五轴联动数控机床的叶轮零件加工
基于五轴联动数控机床的叶轮零件加工作者：赵晨来源：《中国新技术新产品》2018年第02期摘要：航空发动机是飞机的动力核心，其是工业设计、制造的集大成之作。
航空发动机的叶轮是航空发动机中的重要组成部分，由于其空间结构复杂从而对航空发动机叶面的加工提出了极高的要求。
在航空发动机叶轮的加工过程中主要采用的是五轴加工中心来完成对于航空发动机叶轮型面的空间加工。
通过使用UG软件完成对于航空发动机叶轮的建模分析以及对于五轴加工中心程序的编制，本文将在分析航空发动机叶轮特点的基础上对如何做好航空发动机叶轮加工工艺的编制进行分析阐述。
关键词：航空发动机；叶轮；加工中图分类号：TG659 文献标志码：A航空发动机叶轮对于加工有着严格的要求。
由于航空发动机叶轮需要在高温下长时间的工作，因此航空发动机叶轮所使用的材料无论是在硬度还是耐磨性等方面都有着极高的性能，在使用五轴加工中心来对航空发动机叶轮进行机械加工的过程中需要结合航空发动机叶轮的特点完成对于航空发动机叶轮的建模，并结合航空发动机叶轮的材料特性来合理地选用刀具和加工进给量，确保航空发动机叶轮的加工质量与加工效率。
1 航空发动机叶轮加工难度分析航空发动机叶轮是典型的自由曲面零件，铸造成型后修光是传统的叶轮生产采用的方法。
随着设计理论的变化和性能的改变，叶轮工作面要平滑，当叶轮的表面粗糙度较高时，容易造成叶轮的动平衡性能变差，偏心易坏，航空发动机叶轮形状变得更为复杂，将为航空发动机叶轮的制造带来极大的难度。
传统的航空发动机叶轮的加工所采用的磨削加工的方式不但使工人的劳动强度增大，生产周期长且航空发动机叶轮的生产效率较低。
由于叶轮的工作转速越来越高，航空发动机叶轮采用新型的高强度材料，这使得航空发动机叶轮更难加工。
因此人们必须考虑采用其他方法来加工叶轮。
五轴加工中心是一种高精度的空间几何加工设备，同时五轴联动数控加工技术是先进制造技术的重要组成部分和基础技术之一，将五轴加工中心应用于航空发动机叶轮的加工中将极大地提高航空发动机叶轮的加工效率和加工精度，对于航空发动机叶轮复杂的空间结构节也能够更好地控制几何加工精度。
五轴联动数控加工中心的组成结构功能
五轴联动数控加工中心的构成、构造与功效内容来源网络，由“深圳机械展（11 万㎡，1100 多家展商，超 10 万观众）”收集整顿！更多cnc 加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D 打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.一、五轴联动数控加工中心的构造五轴联动加工中心大多是 3+2 的构造,即ｘ,ｙ,ｚ三个直线运动轴加上分别围绕ｘ,ｙ,ｚ轴旋转的ａ,ｂ,ｃ三个旋转轴中的两个旋转轴构成。
这样,从大的方面分类,就有ｘ,ｙ,ｚ,ａ,ｂ;ｘ,ｙ,ｚ,ａ,ｃ;ｘ,ｙ,ｚ,ｂ,ｃ三种形式;由二个旋转轴的组合形式来分,大致上有双转台式、转台加上摆头式和双摆头式三种形式。
这三种构造形式由于物理上的因素,分别决定了机床的规格大小和加工对象的范畴。
其中,双转台构造的五轴联动机床由于在加工工件时工件需要在两个旋转方向运动,因此只适合加工小型零件,如小型整体涡轮、叶轮、小型精密模具等,由于构造最为简朴,因此相对价格较为低廉,就应用来讲,这是数量最多的一类五轴联动数控机床。
转台加上摆头式构造的五轴联动机床由于转台能够是ａ轴、ｂ轴或ｃ轴,摆头也是同样,能够分别是ａ轴、ｂ轴或ｃ轴,因此转台加上摆头式构造的五轴联动机床能够有多种不同的组合,以适应不同的加工对象,如加工汽轮发电机的叶片,需要ａ轴加上ｂ轴,其中ａ轴需要用尾座顶尖配合顶住工件,如果工件较长同时直径又细,则需要两头夹住并且拉伸工件来进行加工,固然这里一种必要条件是两个转台必须严格同时旋转;再如加工如图2 所示零件,采用ｃ轴加上ｂ轴,由于工件仅在ｃ轴上旋转运动,因此工件能够很小,也能够较大,直径范畴可由几十毫米至数千毫米,ｃ轴转台的直径也能够从 100～200ｍｍ至 2～3ｍ,机床的规格、质量也从几吨至十几吨甚至数十吨。
这也是一类应用十分广泛的五轴联动数控机床,其价格居中,随机器规格大小、精度和性能的不同相差很大。
五轴加工技术在汽轮机动叶片上的运用
1汽轮机动叶片组成及其作用汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备，动叶片是汽轮机上的重要关键零件之一，动叶片的精度要求较高，叶根有较高的位置精度和尺寸精度要求，叶根尺寸精度小于0.16mm ，其叶身位置有较高的形状要求，最薄处厚度只有1mm 。
该零件的加工难点在于叶身的曲面加工。
2汽轮机动叶片机械加工工艺过程2.1汽轮机动叶片工艺分析该零件材料为2Cr12NiMo1W1V-5合金的锻件，结合实际应用案例，分析叶片加工的工艺要求，提出合理可行的加工方案，重点分析叶片加工中夹具要求以及叶片加工中的刀路设定。
如图1所示动叶片的三维图形，该零件由叶根和叶身组成，叶根部分呈开口叉状，叶身扭曲且从根部厚度逐渐到尾部变薄。
2.2动叶片加工工艺方案的制定根据动叶片的工艺特点和技术要求，制定加工工艺方案如表1。
3汽轮机动叶片叶身的五轴数控加工工序及其工装夹具的设计叶片是整个汽轮机的心脏部分，特别是叶身部分，它会直接影响汽轮机的输出效率和汽轮机的产品质量。
因此，叶身加工是整个叶片加工的核心和难点所在，它的造型决定了它加工起来是不简单的。
汽轮机叶身加工必须满足下列技术要求：①保证型线精度及相对位置精度；②保证叶身与叶根的相对位置精度。
五轴加工技术在汽轮机动叶片上的运用陈晶晶（广州市机电高级技工学校，广州510435）摘要:以汽轮机动机叶片零件加工为例，五轴加工技术应用在汽轮机动叶片加工中，进行加工工艺分析，在加工过程中如何提高零件质量与加工效率，制定相关的工序，缩短该零件的生产周期。
关键词:叶片；曲面；五轴联动；加工工艺图1动叶片12345678910111213141516171819202122232425铣底平面铣叶片进汽道侧铣叶片出汽道侧铣叶根端面铣准叶根两端磨底平面磨叶片进汽道侧磨叶片出汽侧粗铣内径向面粗铣汽道内/背弧粗铣叶根槽钻中心孔精铣汽道内/背弧精铣内径向面铣内径向面根部倒角精铣叶根槽磨叶根进出气道侧铣准长度铣叶顶减薄处粗铣背径向面精铣背径向面铣叶根部背倒角钳修进/出汽边倒角及叶顶铣薄处抛光汽道内/背弧表面淬火高速刀盘高速刀盘高速刀盘三面刃铣刀三面刃铣刀高速刀盘玉米刀/牛鼻刀三面刃铣刀中心钻玉米刀/牛鼻刀/球头刀高速刀盘立铣刀叶根槽铣刀（专用）锯片铣刀立铣刀高速刀盘高速刀盘立铣刀锉刀——————500050005000300030001500150015003000300050005005000/1500/5000/50003000300060150030003000300030003000—————————100010001000800800500500500100010001000100150080080095300800800800800800—————————0.50.50.50.50.50.10.10.10.50.50.510.20.50.5———0.10.50.50.50.50.5—————————立式铣床立式铣床立式铣床卧式铣床卧式铣床平面磨床平面磨床平面磨床立式铣床立式加工中心卧式铣床卧式加工中心五轴叶片专用加工中心立式铣床立式铣床卧式铣床平面磨床卧式铣床卧式加工中心立式铣床立式铣床立式铣床钳台抛光机外协外协外协序号加工内容刀具主轴转速进给速度吃刀量设备备注动叶片的加工工艺过程卡片表1Internal Combustion Engine &Parts3.1加工方案由于整个结构都是弯曲的，随机两个截面相互对比都是不一样的，而且叶片的尾部非常薄，按正常的加工方法肯定会因为刚性不好导致振动,且难以保证相对位置的精度。
压气机叶轮五轴联动数控加工技术
压气机 叶轮一般有两种类 型， 即整体轮 和分体轮 。 这两种 叶轮 主要 区别是在结构方面 ，其 中整体轮顾名思义就是 整体 式压气机 叶轮 ，分体轮则是由导风轮 和叶轮二者相组合而成 的。这 两种 叶轮各有优势 ， 整体轮气动． 胜能较好 ， 效率高但是 加工成本大而且维修 困难 ， 分体论 的特点与其相反 。 整体轮的 页面造 型又 可分为直纹面和 自由曲面， 目前 以直纹面应用最 广， 下 面就这两种页面造 型来进行分析 ：
压气机叶轮广泛应 用在汽车 、 船舶 、 航空 、 石油 、 医疗 、 化 工等领域 ， 他是各种涡轮增 压引擎以及推进动力装 置的关键 部位 。压气 机叶轮叶型的设计是在结合空气动力学 、流体力 学 以及工程力学 的基 础上经过复杂 的科 学计算设计 出来 的 ，
叶轮叶片五轴联动加工解决方案
叶轮叶片五轴联动加工解决方案王权【摘要】采用五轴联动加工,解决叶轮叶片加工难度较高的问题,合理地分析,有效地配刀,从实际应用出发,提出较为灵活的加工方式,有效提高加工效率,改善叶轮质量.【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2017(000)019【总页数】3页(P42-44)【作者】王权【作者单位】东莞市希普思五金机械有限公司广东 523869【正文语种】中文五轴联动加工是一种科技含量高、精密度高且专门用于加工复杂曲面的先进数控技术，通过增设机床回转轴可完成除安装基面外所有平面和的铣、钻和镗等加工。
五轴数控加工设备比传统三轴设备多两个旋转自由度，可以快速实现在任意方向上的自由加工，便于改变和调整刀轴方向，改善加工条件。
但同时给路径规划造成了困难，不但增加了刀具与工件发生干涉的可能性，且复杂环境下的加工，需要更稳定更灵活的刀具组合来完成。
（1）刀具干涉。
五轴数控加工设备比传统三轴设备多了两个旋转自由度，给路径规划造成了困难，使刀具与工件发生干涉的可能性大大增加，如何避免干涉的发生，成为刀具首要解决的难题。
干涉对比如图1所示。
（2）刀具刚性。
为避免干涉，多采用过大过长刀具，由此带来刀具刚性不足问题。
加工时，刀具振动过大，不但影响加工精度，且极易损坏刀具。
梦幻系列刚性比较如图2所示。
（3）刀具稳定性，灵活性。
五轴加工的本质是提供高效率高精密的产品，这就需要刀具具有很高的稳定性及灵活性，可根据不同加工快速更换切削刀具组合，提高加工效率，改善切削质量。
梦幻系列刀具组成如图3所示。
在多加工工件中，叶轮叶片的难加工情况尤为突出。
叶轮叶片是航空发动机、汽轮机等装置的核心部件，在航空发动机中，涡轮叶片处于温度最高、应力最复杂且环境最恶劣的部位，被称为第一关键零件，如图4所示。
由于其复杂曲面结构，以及近乎苛刻的应用环境，使得叶轮叶片成为典型的难加工结构件。
叶轮叶片加工，素有“五轴加工的巅峰竞技场”之说，其先进加工方案，深受国内外技术人员的关注。
压气机叶轮五轴联动数控加工技术探析
压气机叶轮五轴联动数控加工技术探析王秋鹏;刘宏利;顾天胜【摘要】For realizing compressor impeller machining better, It is need to design products a line with the requirements, which makes the actual leaf type and theoretical blade reach a height of anastomosis. The efficient, high precision and high strength were gotten, and press impeller five-axis NC machining of key technology were discussed including the press blade geometry modeling, tool path optimization and other aspects, it provides effective ways for the high precision and efficient compressor impeller five-axis linkage NC machining.%为了能够更好地实现压气机叶轮加工,应设计出符合加工要求的产品,使实际加工中的叶型与理论上的叶型能够达到高度的吻合.为实现高效、高精度和高强度,对压力机叶轮五轴联动数控加工的关键工艺进行了深入的研究分析,其中包括压力机叶轮叶片的几何造型、刀具加工运行的轨迹优化等多个方面,为高精度、高效的压力机叶轮五轴联动数控加工提供给了有效的方法.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】3页(P31-33)【关键词】压气机叶轮;五轴联动;数控加工;技术【作者】王秋鹏;刘宏利;顾天胜【作者单位】西安铁路职业技术学院,陕西西安710014;西安铁路职业技术学院,陕西西安710014;西安铁路职业技术学院,陕西西安710014【正文语种】中文【中图分类】TK426涡轮增压器的关键零件是压力机叶轮，压力机叶轮叶片的设计应用了大量空气动力学以及流体力学的计算，充分考虑到了叶片的强度和振动。
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烟气轮机动叶片叶身五轴联动数控加工
烟气轮机动叶片是一种非常重要的零部件，用于某些特定环境下的烟气脱硝装置。
由于受到高温、高压、高速等因素的影响，该叶片需要经过精密加工才能确保其性能和质量。
本文将重点介绍烟气轮机动叶片的五轴联动数控加工技术。
烟气轮机动叶片的五轴联动数控加工技术是指同时控制叶片在五个轴向上的运动，通过数控系统对加工工艺进行精确控制，实现对叶片的高精度加工。
具体来说，五轴联动数控加工技术可以实现以下几个方面的功能：
1. 复杂曲面的加工：烟气轮机动叶片的曲面形状非常复杂，通过五轴联动数控加工技术可以实现对曲面的高精度加工。
数控系统可以精确控制加工过程中刀具的运动轨迹和切削速度，确保刀具与工件之间始终保持合适的相对位置和角度，从而实现对复杂曲面的精确加工。
2. 复杂结构的加工：烟气轮机动叶片的结构也非常复杂，包括多个叶片、栅栏和封底等部分。
五轴联动数控加工技术可以实现对这些复杂结构的高精度加工。
通过数控系统对加工过程进行精确控制，可以确保各个部分之间的配合精度和尺寸精度，从而保证整个叶片的质量和性能。
3. 加工效率的提高：五轴联动数控加工技术可以实现对烟气轮机动叶片的多个面的同时加工，提高了加工效率。
同时，数控系统可以根据具体的加工要求，自动调整刀具的运动轨迹和切削参数，从而进一步提高加工效率。
这对于大批量生产的烟气
轮机动叶片来说尤为重要。
4. 加工质量的提高：五轴联动数控加工技术可以实现对烟气轮机动叶片的高精度加工，提高了加工质量。
数控系统可以对刀具的运动轨迹和切削参数进行精确控制，确保加工过程中刀具与工件之间始终保持适当的相对位置和角度，避免了因加工误差而导致的质量问题。
总之，烟气轮机动叶片的五轴联动数控加工技术可以实现对叶片复杂曲面和结构的高精度加工，提高加工效率和加工质量。
这对于保证烟气脱硝装置的性能和可靠性具有重要意义。
随着数控技术的不断进步，相信该加工技术在未来会得到更广泛的应用。