基于Cimatron E8.5的涡轮增压器整体叶轮五轴数控加工技术研究

2 整体叶轮的加工工艺分析

    涡轮增压器整体叶轮由多个叶片组成，且单个叶片的厚度很薄，扭曲大，刚度小，且流道比较狭窄，在加工时很容易变形和发生碰撞，其叶轮的加工重点和难点就在此。为了提高加工效率，先车削加工出基准面和叶轮回转体的基本毛坯，如图6所示。

    图6 为开槽做的整体叶轮毛坯

    而后进行流道的开槽粗加工，为了保证加工质量，流道的开槽采用多行开粗，最后进行叶片型面精加工，为了减小叶片变形，使型面更加光顺，曲面路径选择“两曲线之间仿形铣”。

3 叶轮的五轴数控加工刀路轨迹生成

    Cimatron E8.5软件为我们提供了数控加工编程和模拟仿真，根据要加工零件的外形结构不同分别选择加工方法，方便快捷，而且在模拟仿真中可以实验程序的正确性，以便及时更改。涡轮增压器整体叶轮的刀路轨迹生成可分为粗加工轨迹和精加工轨迹两个阶段。

    3.1 流道开槽铣削

    粗加工阶段采用“多行开粗”进行流道开槽，如图7所示。刀具选择球头铣刀，加工方法选择“高级五轴”“航空铣”，铣削方式为“两曲面之间仿形铣”，其优点：1）可以使刀路轨迹在两曲面之间均匀分布且美观；2）刀具可以很好的避开两叶片，有效地防止干涉。另外刀轴控制中，刀轴倾斜方式为“相对于切削方向倾斜”，切削方向上的倾斜角为-22°，可以通过调整该角度来避免干涉。

    图7 流道多行开粗

    图8 刀轴控制