葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件号蒙，葉片的主要作用在于與發(fā)動(dòng)機(jī)腔體配合形成空氣或燃?xì)饨孛婕胺较虻牟粩嘧兓c主軸或渦輪盤等配合實(shí)現(xiàn)燃?xì)獍l(fā)生器高溫壓縮易燃?xì)饬鳎瑫r(shí)能保證燃?xì)獾母咚倭鲃?dòng)并轉(zhuǎn)換成所需的飛機(jī)動(dòng)力伍伤。葉片在發(fā)動(dòng)機(jī)中的功能使命及工作特點(diǎn)，決定了葉片加工的復(fù)雜性遣钳。主導(dǎo)工藝采用了先進(jìn)制造工藝扰魂。葉片制造難點(diǎn)在于本身是薄壁件，剛性差蕴茴，對刀具－夾具－工件組成系統(tǒng)的整體剛性影響更加敏感∪捌溃現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)葉片機(jī)械加工向高效數(shù)控加工方向發(fā)展。

　　1.發(fā)動(dòng)機(jī)葉片常用材料

　　航空葉片材料發(fā)展的趨勢是高性能化(輕質(zhì)、高強(qiáng)蒋畜、高模声畏、高韌、耐高溫姻成、抗氧化及耐腐蝕等)淤点、低成本化。葉片材料從鋁合金能盈、不銹鋼揉远、鈦合金到高溫合金及新型復(fù)合材料，是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)性能要求的不斷提高而不斷發(fā)展的接寥。

　　2.航發(fā)葉片加工用機(jī)床工具特點(diǎn)

　　葉片葉身型面質(zhì)量的好壞直接影響葉片的工作性能衰件。傳統(tǒng)的葉片加工方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，精度難以保證驾萄。在葉片加工中越來越多地采用高性能數(shù)控銑床碍逐，其中進(jìn)口機(jī)床占有相當(dāng)大的比例。此類機(jī)床特點(diǎn)如下：

　　(1)多軸聯(lián)動(dòng)一般為4軸或5軸聯(lián)動(dòng)亥戒，或在5軸聯(lián)動(dòng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更多軸的控制以及實(shí)現(xiàn)復(fù)合加工聯(lián)動(dòng)控制薪丐。

　　(2)高速主軸葉片高效數(shù)控加工對高性能數(shù)控機(jī)床的主軸提出了很高的需求，高速主軸配合使用高性能刀具系統(tǒng)率偏，可以實(shí)現(xiàn)葉片高效切削加工脱睛。

　　(3)高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的進(jìn)給系統(tǒng)在高速加工條件下除要求高主軸轉(zhuǎn)速外，還對進(jìn)給軸的速度及加浙于、減速度提出了很高的要求护盈，確保機(jī)床具有快速反應(yīng)能力。

　　(4)高剛度羞酗、高精度主軸系統(tǒng)腐宋、進(jìn)給系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的靜態(tài)剛度和動(dòng)態(tài)剛度以及熱穩(wěn)定性。

　　(5)智能化機(jī)床控制智能化和加工過程智能化檀轨。

　　目前胸竞，葉片加工用刀具以硬質(zhì)合金刀具為主。

　　相對于國外企業(yè)参萄，國產(chǎn)機(jī)床工具企業(yè)中高端產(chǎn)品在技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化方面與國外企業(yè)還存在差距卫枝。國內(nèi)機(jī)床工具企業(yè)欲在航空航天領(lǐng)域有所突破，還需加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新讹挎，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性校赤，進(jìn)一步完善技術(shù)服務(wù)體系，提升核心競爭力筒溃。

　　3.航發(fā)葉片高效切削策略

　　航發(fā)葉片的材料马篮、結(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)沾乘，對加工質(zhì)量、效率椰严、成本等方面提出了更高的要求善王。高效切削是要在數(shù)控切削加工過程中，通過對“機(jī)床－零件－刀具－夾具”工藝系統(tǒng)特性荡偶、走刀路徑带蔬、數(shù)控編程、切削用量等做具體分析烧乙，對刀具種類拐扛、刀具結(jié)構(gòu)、夾緊方案辱窘、刀軸傾角等加工方案及切削深度楷焦、切削速度、進(jìn)給量等切削參數(shù)進(jìn)行全面優(yōu)化膝班，最終實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量头位、高效率、低成本及綠色數(shù)控加工庇晤。

　　(1)合理選擇刀具高效刀具涉及刀具材料虱硝、刀具涂層技術(shù)、刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化厕氨、刀具配套技術(shù)等多方面进每。刀具的選擇既要適應(yīng)設(shè)備狀況，又必須兼顧葉片以及難加工材料的特點(diǎn)命斧，同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)高效切削田晚。選擇合適的刀具材料是關(guān)鍵，刀具合理幾何參數(shù)的選擇是重點(diǎn)国葬。在工藝特征允許的條件下贤徒，盡量采用刀尖圓弧半徑較大的刀具進(jìn)行高速銑削。在加工中合理選擇與葉片材料和加工條件相匹配的刀具汇四。

　　(2)切削用量的科學(xué)選擇科學(xué)選擇切削用量在葉片加工中十分重要泞莉，在葉片的高效銑削中，依據(jù)刀具的有效直徑科學(xué)地給出切削深度船殉、主軸轉(zhuǎn)速、每齒進(jìn)給量斯嚎。依據(jù)每齒進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算進(jìn)給速度利虫。在采用球頭銑刀加工時(shí)，如果軸向銑削深度小于刀具半徑返雷，則有效直徑將小于銑刀名義直徑舔远，有效速度也將小于名義速度，當(dāng)采用圓弧銑刀淺切深時(shí)也會(huì)出現(xiàn)上述情況。在優(yōu)化加工參數(shù)時(shí)應(yīng)按有效銑削速度選擇陌贾。

　　(3)合理制定加工方案转是，優(yōu)化走刀路徑選擇葉片型面的粗銑加工，是為了去除較大的余量矢盾，并為精加工留下均勻的加工余量粤段，粗銑加工應(yīng)該保證具有較高的材料去除率。例如姚藤，五軸聯(lián)動(dòng)葉片加工中心具有寬行加工功能幢剂，銑削葉片時(shí)采用的是圓柱形立銑刀，銑削軌跡是較寬的橢圓形弧線偷欲，與球頭刀的銑削相比凳赃，對于銑削出同樣的波峰高度或表面質(zhì)量而言，生成的刀具路徑的間距要大很多附垒。因此撕贞，這種加工具有很高的加工效率。在實(shí)際加工中测垛，采用在葉片長度方向從一端向另一端移動(dòng)的回轉(zhuǎn)加工方式捏膨，即螺旋銑削方式，具有很高的加工效率和加工精度赐纱。

　　葉片型面的精銑加工是為了獲得較高的形狀與位置精度脊奋，同時(shí)使型面表面粗糙度水平達(dá)到一定的要求。以鈦合金葉片為例疙描，為了降低鈦合金材料加工產(chǎn)生的回彈影響和大面積加工時(shí)刀具磨損對加工精度的影響诚隙，刀具必須保證鋒利，避免同一把刀具長時(shí)間加工起胰，引起葉片各處型面加工精度水平產(chǎn)生不一致現(xiàn)象久又，有利于改善型面最終光整加工的效果。在加工中應(yīng)用加工中心刀庫功能效五，依據(jù)刀具壽命實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀地消，提高加工過程自動(dòng)化程度。使用在線測量功能畏妖，編制測量程序脉执，實(shí)現(xiàn)零件加工過程有效控制和全程序無干預(yù)復(fù)合加工。

　　4.航發(fā)葉片加工案例

　　某葉片葉肩圓弧在五軸聯(lián)動(dòng)設(shè)備上加工层掺。數(shù)控加工方案有兩種：①使用進(jìn)口球頭刀具加工坠汹，采用的是螺旋銑的方法完成零件的粗、精加工渴门，效果很好逻烛。②全部使用國產(chǎn)端銑刀加工宪隅，采用端刀、側(cè)刃分段加工方法潭拖。

　　方案比較：兩種方案均充分考慮了數(shù)控加工工藝性以及整體工藝路線的作用赫丈，采取了粗銑、半精銑厦螟、精銑的加工路線官溜，優(yōu)選切削刀具和切削參數(shù)，從工藝方法和加工過程上控制了葉片型面數(shù)控加工變形量泛邮，效果顯著料离，實(shí)現(xiàn)了高速、高效盯质、高質(zhì)量無余量數(shù)控加工袁串。兩種方案的區(qū)別在于第一種方案使用進(jìn)口球頭刀具加工，刀具成本較高呼巷，加工精度高囱修；第二種方案使用國產(chǎn)端銑刀加工，刀具成本較低王悍，零件表面粗糙度值大大降低破镰，金屬去除率高，刀具壽命也很理想压储。

　　5.結(jié)語

　　航發(fā)葉片高效切削技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜的系統(tǒng)工程鲜漩。我們應(yīng)對毛坯狀態(tài)、刀具幾何參數(shù)集惋、裝夾方式孕似、走刀路徑及切削用量等工藝要素進(jìn)行全面優(yōu)化。采取有效減小加工變形的工藝措施刮刑，消除各種工藝條件對變形的不利影響喉祭。在提高系統(tǒng)剛性的同時(shí)，選擇與零件在力學(xué)性能张重、化學(xué)性能抛惶、物理性能相匹配的新型高效刀具。選擇高精度動(dòng)平衡刀柄斥稍，調(diào)節(jié)刀具懸伸衡蟹，減少振動(dòng)源。還要針對加工零件所用的刀具進(jìn)行切削試驗(yàn)态晤，優(yōu)化切削用量颈顽，提高金屬去除率，最終實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量及键、高效率盖赛、低成本及綠色高效加工。

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