魏国家/沈阳鼓风机集团股份有限公司

整体叶轮插铣粗加工刀具轨迹规划研究

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0 引言

叶轮是广泛应用于能源动力、航空航天、石油化工等领域的关键部件，其叶片形状通常是根据气体动力学或流体力学计算得到，结构复杂、加工精度要求高，且材料多为不锈钢、高温合金、钛合金等难加工材料，是典型的难加工零件。随着人们对叶轮性能要求的不断提高以及数控机床、CAD/CAM技术的发展，在多坐标数控机床上进行叶轮的整体铣制是目前主流的也是最有效的加工方法。然而，经大量生产实践发现，整体叶轮流道开、扩槽阶段的材料去除量约占总去除量的60％～90％，而加工时间占到了总加工时间的60％以上[1]，所以说，粗加工效率是影响整体叶轮加工效率的主导因素，粗加工工艺的优劣对缩短生产周期、降低加工成本具有重要的意义。

当前叶轮流道粗加工通常采用3+2分层端铣加工策略，为提高加工效率，研究人员在此基础上开发了多种缩短刀具轨迹长度的方法，包括非等参数法、三角形法等。此外，考虑到流道宽度沿流向的大幅变化，将流道沿流向进行分区，依据大区域采用大直径刀具小区域采用小直径刀具的原则进行分区域加工[2]，也使加工效率得以提高。高速切削技术由于其高转速、高进给速度的特点，可实现高的金属去除率，是数控加工技术的发展趋势之一。插铣法是实现高切除率金属切削的有效加工方法之一，十分适合于腔槽类零件的高效率粗加工。……