葉輪作為航空航天、能源電力等領(lǐng)域核心部件,精度與質(zhì)量要求嚴(yán)苛,加工難度大,以下是常見加工工藝介紹。
前期準(zhǔn)備
依據(jù)葉輪設(shè)計圖紙,精確分析其結(jié)構(gòu)、尺寸、葉片形狀(如直葉片、扭曲葉片)及精度要求等,選適配的毛坯材料,多為鋁合金、不銹鋼、鈦合金等,依特性滿足強度、耐腐等工況需求,再用探傷等檢測確保毛坯無內(nèi)部缺陷。
粗加工
1. 裝夾定位:選合適夾具,像使用專用的軸類夾具,從葉輪中心孔定位裝夾,確保穩(wěn)固且定位精準(zhǔn),減少加工變形與位移。
2. 開粗策略:在五軸加工中心上,用大直徑刀具(如牛鼻刀)依余量按層等高切削,快速去除大部分余量,設(shè)置合理切削參數(shù),主軸轉(zhuǎn)速幾千轉(zhuǎn)/分鐘、進給速度幾百毫米/分鐘,切削深度依材料與刀具定,優(yōu)先加工流道、輪轂等區(qū)域,為后續(xù)葉片精細加工留 0.5 - 1 毫米余量。
葉片精加工
1. 刀具適配:依葉片曲率、精度,選球頭銑刀或錐度球頭銑刀,小徑刀具可達葉片根部、頂部復(fù)雜輪廓處。
2. 五軸聯(lián)動加工:借助五軸加工中心,實現(xiàn)刀具沿葉片空間復(fù)雜曲線精確走刀,控制刀軸矢量貼合葉片曲面變化,持續(xù)優(yōu)化刀軌,保障葉片表面粗糙度達 Ra0.8 - 1.6 微米,如航空葉輪葉片,需嚴(yán)控型面精度在±0.05 毫米內(nèi)。
流道精加工
用球頭銑刀,五軸聯(lián)動配合高速切削,設(shè)定高轉(zhuǎn)速(上萬轉(zhuǎn)/分鐘)、低進給,沿流道曲面“爬刀”加工,使流道壁面光滑過渡、尺寸精準(zhǔn),保證與葉片銜接順滑,避免氣流紊流影響葉輪性能。
后處理與檢測
加工完去除毛刺、油污等,做動平衡測試、尺寸精度測量(卡尺、三坐標(biāo)測量儀測關(guān)鍵尺寸、形位公差)、表面質(zhì)量探傷(超聲、磁粉探傷查微觀裂紋),依檢測結(jié)果修正偏差,保障葉輪高品質(zhì)交付。