揭晓，张欢龙

1.台州科技职业学院 浙江台州 318020

2.北京精雕科技集团有限公司 北京 102308

1 序言

叶轮是涡轮增压器最关键的零件之一，广泛应用于航空、船舶、汽车和真空泵等行业的发动机中，其中七级叶片的复杂叶轮是涡轮分子泵内部的核心部件，而涡轮分子泵则广泛应用于真空镀膜（PVD）、半导体制造等行业中，这些行业需要在超高真空环境（10-7Pa以下）中才能工作。考虑到叶片结构复杂、曲面变化大以及精度高等特点，目前一般采用Mastercam、PowerMill、UG及CATIA等国外软件结合五轴联动机床加工，这些五轴联动机床一般采用海德汉、西门子等国外高档数控系统。为打破国外软件和数控系统在叶轮制造方面的垄断地位，北京精雕科技集团有限公司（以下简称北京精雕）开发了拥有自主产权的SurfMill软件以及北京精雕五轴联动系统，并采用在线检测、在线补偿功能加工叶轮[1]。

本文采用北京精雕的SurfMill软件造型并采用JDGR400五轴联动精雕机，对七级叶轮的五轴编程、工艺规划和实际加工进行探讨与实践。

2 七级叶轮结构及加工难点分析

七级叶轮（见图1）的基本特点：叶片分为7级，共249个叶片，材料为7075铝合金，尺寸φ360mm×286mm。该零件上的叶片是由铝合金整体加工而成，叶片加工完成后整体质量14kg。

图1 七级叶轮

经分析，七级叶轮五轴联动加工的难点如下。

1）该叶片属于典型的薄壁件，叶片高度与厚度比＞30∶1，叶片刚性差，加工时受力易变形，极易产生振动，弹刀过切风险很大。

2）相邻叶片间距小，导致加工所需刀具最大长径比为14∶1（见图2），加工时刀具的切削刚性差。……