某涡轮增压器叶轮的加工工艺分析.pdfVIP

· 52 · 机床与液压 第 4l卷 旋转运动，因此，对其工作性能要求较高，制造叶轮 (3)在叶片的粗、精加工时，均采用多层切削 的传统方法一般为铸造成型、再经过打磨、抛光等工 模式，并依次降低单次进给量。 序。但是 ，传统的制造方法生产效率比较低且很难保 (4)在 叶片精加工后 ，将 叶身表面余量放为 证叶片、流道的强度与精度 ，进而导致叶轮在高速旋 0．05mm，为下一工序抛光做准备。 转时动平衡性较差，影响涡轮增压器的工作效率。 2．3 叶轮加 工的工艺流程 1．2 优化后工艺方案 来料一粗精加工基准一包覆面开粗一粗加工流道 针对上述加工方案存在的问题 ，拟采用五轴联动 一粗加工叶片一半精加工流道一半精加工叶片一半精 机床加工此叶轮，在满足叶轮设计要求的基础上，减 加工轮毂与叶片过渡面一精加工流道一精加工叶片一 少加工装夹工序、生产时间，以降低生产成本。 精加工轮毂与叶片过渡面一后续处理。 2 叶轮的加工工艺分析 2．3．1 重点子工序分析 由于该叶轮的轮毂和叶片分别是圆台形与复杂曲 流道粗、精加工。比较三轴铣削后的毛坯与叶轮 面，因此，应根据不 同区域进行合理 的加工工艺分 模型，加工余量依然很大，但是，为半精加工去掉大 析 。 量余量的同时，设置参数时需要考虑两个问题：(1) 2．1 流道的工艺分析 虽说采用大刀开粗 ，但刀具直径决不能大于流道之间 观察叶轮模型，该叶轮的叶片与轮毂的交接部位 的栅距 ； (2)所选刀具也不能干涉到轮毂与叶片之 的两弧形面属于光滑过渡连接 ，因此，可直接采用 问的圆角。考虑以上依据 ，选用 4,1omm的整体式硬 球头刀进行清根处理。为满足流道设计要求 ，在制定 质合金的球头刀进行加工 ，每层的背吃刀量 o 为 l 加工方案时应注意以下几个问题 ： mm；驱动方式选择曲面驱动，将最大残留高度设为 (1)流道粗加工。此部位为内凹圆台面，在加 0．2mm；为精加工将叶片与叶毂的余量放为0．2mm； 工时可直接采用镶刀片的球头刀加工，毛坯为实体棒 为避免刀轴与工件发 料 ，根据与设计模型相比较加工余量大，所以采用分 生干涉 ，将刀轴 的最 层切削，利用往复上升模式加工； 大摆角设为 15。及把相 (2)流道精加工。与上工序位置相 同，但 由于 邻的叶片设为干涉面； 加工到流道底层 ，整个流道顶部狭窄、底部呈放射 主轴转速为 5000r／ 面，且考虑与叶片过渡处的圆角，所以在精加工时， min；精加工流道 时， 应严格考虑用刀的大小问题以及装刀长短。装长时刀 采用 66mm的球头刀 尖点发生震动 ，装短时刀轴与工件易发生干涉。 加工。其他参数做一 图2 流道粗加工刀轨图 2．2 叶片的工艺分析 定的调整。生成的刀 由于该叶轮的叶片形状为扭曲的变截面，从包覆 轨图如图2所示。 曲面到叶跟底部也是带有弯曲，因此在加工此叶片时 叶片粗 、精加工。由于叶轮的叶片属于薄壁片体 应注意以下几方面问题 ： 型零件，所以加工时极其容易产