开式三元叶轮高效率数控粗加工策略StudyofHighEfficiencyMachiningStrategyinOpen3DImpeller’sRoughingProcess摘要：论述了五轴数控粗加工的高效铣削策略和关键技术，对于影响数控粗加工效率的主要因素进行了分析，对于高速钢铣刀和硬质合金铣刀采用侧铣和插铣数控加工方法以及刀具选择进行了简要叙述，并且通过大量三元叶轮实际加工总结了一种面向三元叶轮加工特征、考虑刀具寿命的粗加工策略的原则，使三元叶轮的加工效率大大提高。关键词：三元叶轮;高效;粗加工中图分类号：文献标志码：文章编号：1006-8155（2012）01-0000-00Abstract:Thispaperdiscussedthehighefficiencymachiningstrategyandthekeytechnologyofroughingprocesson5axismachiningcenterbasedonthegeometricalstructureof3Dimpeller.Analyzedthemainfactorsthateffectthemachiningefficiencyanddescribedtheflankmillingwithhighspeedsteelcuttingtoolandplungemillingwithcarbidecuttingtoolaswellastheselectionofcuttingtool.Pointeouttheprincipalfactorsthatinfluenttheefficiencyandhowtoavoidit.Drewaconclusionofmachiningprinciplebasedonlargequantityof3Dimpellermachiningexperiencetoacquirehighefficiencyandlargeeconomicbenefit.KeyWords:3DImpellerHighEfficiencyRoughingProcess0引言随着离心压缩机、鼓风机技术的不断提高，作为其“心脏”部件的三元叶轮制造越来越多，为了适应对三元叶轮的高精度、短周期、低成本的要求，如何提高三元叶轮的数控加工效率成为一个亟待解决的问题。三元叶轮铣前为整个毛坯料，粗加工的目的在于快速去除大部分材料余量，以提高生产率，同时为后序加工创造条件，目前在三元叶轮加工中80％左右的时间花在粗加工上，因此从缩短交货期和降低生产成本方面，粗加工已经成为重要加工阶段。经过多年的生产实践研究总结了一整套高效数控粗加工方案，本文就方案的关键技术加以简述。1三元叶轮高效数控粗加工方法和关键技术1.1三元叶轮的几何构造离心压缩机、鼓风机三元叶轮一般叶片形式分为直纹面和自由曲面。直纹面是由一条直线连续运动所生成的曲面，它可以由方程式表达出来；自由曲面形式的叶片没有严格的数学公式表达，它是设计人员根据气体动力学原理，通过大量计算，得出叶片吸力面和压力面上的离散数据点。但是不论是哪种叶片曲面形式，它的叶轮几何构造都分为叶片压力面、吸力面、盖盘线、轴盘线、圆头几何构造、轮毂、叶片根部圆角这几个部分组成（见图1），————————————收稿日期：2011-07-20沈阳市110869市71061111122制造工艺图1三元叶轮几何构造而且在粗加工方法上也无大的差别。下面介绍我公司合金钢KMN材料和不锈钢FV520B材料的三元叶轮在高效数控粗加工过程的主要数控加工策略和关键技术。1.2主要高效加工策略和关键技术如何形成效率高的三元叶轮粗加工，有几种因素要考虑，一个很好的加工方案应该考虑如下几个因素：工件、夹具、主轴转速、进给量、刀具材料、刀具几何形状、刀具的走刀方式、切削液流畅情况以及机床性能，这些都需要认真地考虑，才能高效加工出完美的三元叶轮。对于加工方式和刀具选择有两种粗加工方式，一种是侧铣，另一种是插铣（见图2），三元叶轮的粗加工方法，无论是采用侧铣还是吸力面和压力面轴盘线盖盘线圆头轮毂图2加工三元叶轮两种走刀方式插铣，无论是三角形、条形，还是U形加工路线，总的加工原则是直径大的刀具铣削较宽的区域，直径小的刀具铣削较窄的区域；叶片在轮毂附近的区域，通过刀具路线较短；空图33种加工策略举例走刀的路径尽量减少；（见图3），U形走刀路线的好处在于省去开槽走刀，使刀具的摆角为拖刀方式加工，对于减少磨损和机床的性能发挥、进给率的加快都有好处；在使用高速侧铣加工插铣加工A分区域加工B空走刀的路径减少C叶片深处的区域刀路减少钢刀具侧铣粗加工叶轮，最好使用平底刀具，它的加工效率是球头刀的1.6倍左右，尤其是粗加工大直径三元叶轮时，平底高速钢的刀具的效果更优于球头刀，刀具的成本低，但是高速钢刀具的耐磨性差，切削速度低，因此使用高速钢的刀具进行侧铣粗加工的原...