大直径三元叶轮加工工艺的改进.doc

大直径三元叶轮加工工艺的改进
范智广/沈阳工程学院
沈玉琢董友/沈阳鼓风机集团有限公司

摘要:简要介绍了大直径、宽深流道直纹面三元流叶轮的一种高效数控加工方法。该法在对叶轮流道进行数控粗加工时,可以快速除去毛坯流道材料,提高流道粗加工的材料去除率。精加工提高表面粗糙度。
关键词:直纹面三元叶轮;插铣;大直径;精铣
中图分类号:TG54 文献标识码:B
文章编号:1006-8155(2008)04-0034-03
Improvement on Machining Technology of 3-D Impeller with Major Diameter
Abstract: This paper mainly introduces a high-efficient numerical-control machining method for major diameter deep flow channel of 3-D impeller with ruled-surface. The method can rapidly remove rough materials and improve the removal rate for material when the rough machining with numerical-control is carried out on channels of impeller.
Key words: 3-D impeller with ruled surface; slotting method; major diameter; accurate milling
0 引言
数控高速切削制造技术促进了机械冷加工制造业的飞速发展,革新了产品设计概念[1],如通过采用整体件加工取代零部件的分项制造装配,提高了加工效率和产品质量,缩短了产品制造周期。压缩机的关键部件叶轮是整个压缩机加工的技术核心。叶轮加工原本就比较复杂,随着叶轮的直径增加加工难度越来越大。目前国内铣加工过的最大三元叶轮直径为1200mm左右,叶片进口高度为280 mm左右,由于随着叶轮直径增加,叶片进口高度增加,刀具长度增加,刀具长径比加大,刀具刚性急剧降低,因此大直径三元叶轮的工艺性很差。根据国内目前加工经验,叶片进口高度超过230 mm左右是加工的瓶颈。因此根据多年加工三元叶轮的实际经验,对大直径三元叶轮的加工工艺做了两点改进:(1) 采用插铣法进行大型三元叶轮的粗加工;(2) 采用分层法及硬质合金刀具进行精加工。通过以上的改进大大地减少了大型三元叶轮的加工时间,提高了大型三元叶轮的加工效率及大型三元叶轮加工质量,为公司创造了巨大的经济效益。
1 大直径三元叶轮传统的加工方法
三元叶轮的加工难点主要表现在:(1)三元叶轮的形状复杂,其叶片多为非可展扭曲直纹面,只能采用五坐标以上的机床进行加工;(2)叶轮相邻叶片的空间较小,而且在径向上随着半径的减小通道越来越窄。因此,加工叶轮叶片曲面时,除了刀具与被加工叶片之间发生干涉外,刀具极易与相邻叶片发生干涉;(3)由于整体叶轮叶片的厚度较薄,在加工过程中存在比较严重的弹塑性变形;(4)刀位规划时的约束条件多,自动生成无干涉刀位轨迹较困难;(5)工作在高温、高压、高转