某薄型叶片高效精密数控加工工艺

　　3.3.1.2　增强装夹系统稳定性

　　装夹系统的稳定性对提高数控加工合格率起着非常重要的作用。装夹系统稳定了，加工状态一致性较好，合格率自然就得到了提高。

　　3.3.2切削过程是否稳定，切削力是否均匀对变形的影响及控制

　　优化走刀路径，优化加工顺序，合理分布粗精加工余量，预留均匀切削载荷，是保证切削过程稳定的主要途径。

　　3.3.2.1优化走刀路径

　　①切边程序

　　毛料边缘余量较叶身大很多，需要编制一个切边程序。

　　原程序采用沿圆弧R最边缘法向切削一次，为粗加工留0.6余量的方式。切边加工是叶片数控加工过程中产生变形量最大的一个，轴颈变形量约0.25左右。现切边程序开发出TS80软件新功能，沿进排气边R表面均匀抽取三条驱动线，沿三条不同矢量方向的驱动线进行切削边缘余量，分二次切削，余量由0.9至0.45。经测量证实，叶片轴颈变形量约0.1左右。以此减少了切边程序所产生的变形且进排气边余量变得更为均匀。

　　②合理的粗精加工

　　据叶片毛料的实际特点，分粗铣、精铣两次同步进行叶身型面的加工。

　　粗铣部分主要是去除叶身表面的毛料硬化层，为精加工预留均匀的切削载荷，保证精铣的加工质量。由于毛料余量不均，想完全去除硬化层，需为精加工留0.35mm的加工余量。精铣部分采用顺铣的切削方法，去除的材料较均匀，且采用曲率梳较好的曲面作为驱动面，防止了加工过程中常出现的颤纹及凹坑等缺陷，表面质量可以达到Ra0.8以上。

4 高效加工技术与刀具的选择

　　4.1关于高效加工

　　高效加工最合理的解释是：在有限的时间内，最大限度去除材料。国外研究数据显示，增加切削参数20　%　，约可降低单件制造成本15%。数控加工的发展就是粗加工采用宽行大切深大进给，精加工采用高转速，高进给的高速加工。无论是粗加工还是精加工，随着切削速度的提高，切削温度会有下降的趋势。这说明，采用了更高的切削速度和进给速度，允许采用较小的切削用量进行切削加工。由于切削用量的降低，切削力和切削热随之下降，工艺系统变形减小，可以避免铣削颤振。利用这一特性可以通过高速铣削工艺加工薄壁结构零件。

　　4.2数控刀具的技术要求

　　高温合金材料要求刀具锋利，一般情况下宜选取较小正前角，较大后角，较大工作主偏角。对于粗加工，断续切削容易产生振动的加工工序，宜采用中等颗粒或含量较高的超细颗粒硬质合金；对于精加工，必须考虑切削过程对表面完整性的影响，如限制后刀面磨损带，及时刃磨等。根据以上特点和以往经验，粗加工选用了Ф10R2铣刀，精加工选用了Ф10R1铣刀，切削时选择适当的冷却液，加冷却液时应考虑充分冷却并不间断。

　　4.3切削参数与数控高效加工技术相结合

　　叶型粗加工大胆地采用了宽行铣削技术，根据叶型结构特点，保证叶身不过切的情况下，给定粗加工用刀Ф10R2的前倾角为10°，允许加工后的残留高度为0.1　mm，计算出刀具步距为3.75　mm，在理论切削参数的计算下，又提高了进给系数，进给达500mm/min，一片叶片粗加工仅用时9分钟。精加工用刀Ф10R1的前倾角仍选用10°，允许加工后的残留高度为0.005　mm，计算出刀具步距为0.75，进给达800mm/min，一片叶片精加工用时21分钟。经过计算加工效率相对于传统加工效率提高了约50%，合格率达到95%。

结语

　　掌握了高温合金薄型叶片的数控加工工艺；控制了加工系统的稳定性；有效地控制了叶片变形问题；提高了生产效率　。为其他高温合金零件加工提供了宝贵经验。