葉片是航空發(fā)動機(jī)的重要零件，葉片的主要作用在于與發(fā)動機(jī)腔體配合形成空氣或燃?xì)饨孛婕胺较虻牟粩嘧兓也妫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)饬髌瑫r能保證燃?xì)獾母咚倭鲃硬⑥D(zhuǎn)換成所需的飛機(jī)動力。葉片在發(fā)動機(jī)中的功能使命及工作特點(diǎn)呻顽，決定了葉片加工的復(fù)雜性去谈。主導(dǎo)工藝采用了先進(jìn)制造工藝。葉片制造難點(diǎn)在于本身是薄壁件喇纬，剛性差费罚，對刀具－夾具－工件組成系統(tǒng)的整體剛性影響更加敏感。現(xiàn)代發(fā)動機(jī)葉片機(jī)械加工向高效數(shù)控加工方向發(fā)展凯书。

　　1.發(fā)動機(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)滋池、高強(qiáng)、高模咬恨、高韌茸暖、耐高溫、抗氧化及耐腐蝕等）邀漩、低成本化畦瞒。葉片材料從鋁合金、不銹鋼令消、鈦合金到高溫合金及新型復(fù)合材料篙萧，是隨著發(fā)動機(jī)性能要求的不斷提高而不斷發(fā)展的。

　　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陋住。傳統(tǒng)的葉片加工方法費(fèi)時費(fèi)力漏设，精度難以保證。在葉片加工中越來越多地采用高性能數(shù)控銑床今妄，其中進(jìn)口機(jī)床占有相當(dāng)大的比例郑口。此類機(jī)床特點(diǎn)如下：

　　（1）多軸聯(lián)動   一般為4軸或5軸聯(lián)動盾鳞，或在5軸聯(lián)動的基礎(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)動控制犬性。

　　（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腾仅，高速主軸配合使用高性能刀具系統(tǒng)乒裆，可以實(shí)現(xiàn)葉片高效切削加工。

　⊥评（3）高動態(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)速外鹤耍，還對進(jìn)給軸的速度及加、減速度提出了很高的要求验辞，確保機(jī)床具有快速反應(yīng)能力稿黄。

　『吧馈（4）高剛度、高精度  主軸系統(tǒng)睡谒、進(jìn)給系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的靜態(tài)剛度和動態(tài)剛度以及熱穩(wěn)定性湘搀。

　　（5）智能化   機(jī)床控制智能化和加工過程智能化榆墅。

　　目前渐仓，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)带悼，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)還存在差距楷首。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)新鞭畜，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性俘汹，進(jìn)一步完善技術(shù)服務(wù)體系，提升核心競爭力楚瘾。

　　3.航發(fā)葉片高效切削策略

　　航發(fā)葉片的材料苇均、結(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)，對加工質(zhì)量碧农、效率溯鱼、成本等方面提出了更高的要求。高效切削是要在數(shù)控切削加工過程中屹堰，通過對“機(jī)床－零件－刀具－夾具”工藝系統(tǒng)特性肛冶、走刀路徑、數(shù)控編程扯键、切削用量等做具體分析睦袖，對刀具種類、刀具結(jié)構(gòu)荣刑、夾緊方案馅笙、刀軸傾角等加工方案及切削深度、切削速度厉亏、進(jìn)給量等切削參數(shù)進(jìn)行全面優(yōu)化董习，最終實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率爱只、低成本及綠色數(shù)控加工皿淋。

　　（1）合理選擇刀具   高效刀具涉及刀具材料恬试、刀具涂層技術(shù)沥匈、刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化、刀具配套技術(shù)等多方面墙滋。刀具的選擇既要適應(yīng)設(shè)備狀況掸昨，又必須兼顧葉片以及難加工材料的特點(diǎn)，同時還要實(shí)現(xiàn)高效切削巍慧。選擇合適的刀具材料是關(guān)鍵绿壮，刀具合理幾何參數(shù)的選擇是重點(diǎn)。在工藝特征允許的條件下并园，盡量采用刀尖圓弧半徑較大的刀具進(jìn)行高速銑削湃纸。在加工中合理選擇與葉片材料和加工條件相匹配的刀具。

　》洹（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犀掸，在葉片的高效銑削中，依據(jù)刀具的有效直徑科學(xué)地給出切削深度澳银、主軸轉(zhuǎn)速棒冠、每齒進(jìn)給量。依據(jù)每齒進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算進(jìn)給速度慨即。在采用球頭銑刀加工時型肥，如果軸向銑削深度小于刀具半徑，則有效直徑將小于銑刀名義直徑蝠咆，有效速度也將小于名義速度踊东，當(dāng)采用圓弧銑刀淺切深時也會出現(xiàn)上述情況。在優(yōu)化加工參數(shù)時應(yīng)按有效銑削速度選擇刚操。

　≌⒊帷（3）合理制定加工方案，優(yōu)化走刀路徑   選擇葉片型面的粗銑加工菊霜，是為了去除較大的余量坚冀，并為精加工留下均勻的加工余量，粗銑加工應(yīng)該保證具有較高的材料去除率占卧。例如遗菠，五軸聯(lián)動葉片加工中心具有寬行加工功能，銑削葉片時采用的是圓柱形立銑刀华蜒，銑削軌跡是較寬的橢圓形弧線辙纬，與球頭刀的銑削相比，對于銑削出同樣的波峰高度或表面質(zhì)量而言叭喜，生成的刀具路徑的間距要大很多贺拣。因此，這種加工具有很高的加工效率矗赔。在實(shí)際加工中贤丐，采用在葉片長度方向從一端向另一端移動的回轉(zhuǎn)加工方式，即螺旋銑削方式坦浦，具有很高的加工效率和加工精度辙求。

　　葉片型面的精銑加工是為了獲得較高的形狀與位置精度盲并，同時使型面表面粗糙度水平達(dá)到一定的要求。以鈦合金葉片為例弟诲，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刀具磨損對加工精度的影響吻悍，刀具必須保證鋒利，避免同一把刀具長時間加工徘伯，引起葉片各處型面加工精度水平產(chǎn)生不一致現(xiàn)象囚上，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就考，依據(jù)刀具壽命實(shí)現(xiàn)自動換刀痰拢，提高加工過程自動化程度。使用在線測量功能贯卦，編制測量程序资柔，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)動設(shè)備上加工脸侥。數(shù)控加工方案有兩種：①使用進(jìn)口球頭刀具加工建邓，采用的是螺旋銑的方法完成零件的粗、精加工睁枕，效果很好官边。②全部使用國產(chǎn)端銑刀加工，采用端刀外遇、側(cè)刃分段加工方法注簿。

　　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，采取了粗銑跳仿、半精銑诡渴、精銑的加工路線，優(yōu)選切削刀具和切削參數(shù)菲语，從工藝方法和加工過程上控制了葉片型面數(shù)控加工變形量妄辩，效果顯著，實(shí)現(xiàn)了高速山上、高效伟蕾、高質(zhì)量無余量數(shù)控加工。兩種方案的區(qū)別在于第一種方案使用進(jìn)口球頭刀具加工畦肉，刀具成本較高配昼，加工精度高；第二種方案使用國產(chǎn)端銑刀加工礁姿，刀具成本較低如癌，零件表面粗糙度值大大降低，金屬去除率高，刀具壽命也很理想顿墨。

　　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)工程服讯。我們應(yīng)對毛坯狀態(tài)、刀具幾何參數(shù)稼孤、裝夾方式精臭、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乘颖，消除各種工藝條件對變形的不利影響。在提高系統(tǒng)剛性的同時眷篇，選擇與零件在力學(xué)性能萎河、化學(xué)性能、物理性能相匹配的新型高效刀具蕉饼。選擇高精度動平衡刀柄虐杯，調(diào)節(jié)刀具懸伸，減少振動源昧港。還要針對加工零件所用的刀具進(jìn)行切削試驗(yàn)擎椰，優(yōu)化切削用量，提高金屬去除率创肥，最終實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量达舒、高效率、低成本及綠色高效加工叹侄。

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