一、離心壓氣機的葉輪五軸數控加工工藝分析

　　1.1加工順序

　　1.1.1粗加工流道：一方面，由于流道中間窄，出口、進口部位很寬，在實際中，我們習慣將在粗加工時把流道劃為三段，在寬處使用直徑大的到，窄處使用直徑小的刀，這樣能提高加工效率。另一方面，流道很深，因此我們要分若干層來銑削，還應控制好每層切削的深度。

　　1.1.2精加工葉片曲面：要提高加工質量，就必須分析刀具切削特點，采取順銑的方式進行加工。

　　1.1.3精加工輪轂曲面：從入口進刀，從上到下，加工要從流道順著流線方向進行。按照圖紙要求還應計算出軌跡之間的最大殘留高度的最大軌跡數。

　　1.2加工方式及其刀具

　　1.2.1加工方式。不同的葉輪曲面，加工形式也有所不同，運用側銑的方式對直紋面葉片進行加工，端銑的方式對輪轂曲面進行加工。

　　1.2.2加工刀具。加工葉輪數控時，刀具可以靈活使用，較為普遍的工具是圓錐球頭銑刀、圓環面立銑刀、圓柱球頭銑刀等，我們也可運用其他特殊的銑刀來加工，這樣能提高實際的加工效率。針對不同的被加工葉輪材料，刀片材料也要分開選擇，一般來說，這些刀片材料都要選擇硬質合金、高速鋼等材料的。此外，明確刀具參數也是很關鍵的一部。為使加工效率以及刀具剛度得到提升，葉片流道的大小不同，我們可盡量選直徑大的銑刀進行粗加工，精加工流到葉片時，盡量用直徑較小的球頭錐度立銑刀，這樣也能提高加工效率及刀具的剛度。

　　1.3路徑生成方式葉輪加工絕大多數時間都是被輪

　　轂曲面粗加工占據了的，因此，我們要合理設計刀具路徑的生成形式，以提高葉輪的加工效率。粗加工輪轂曲面時，要使用不同刀具路徑生成形式，如外援等距生成形式、輪轂等距生成形式等。參數形式相同的刀具路徑，在加工時切削連續，不過它的加工效率不高。剩下的兩種形式加工效率相對較高，切削路徑的長度也要短些。

二、離心壓氣機的葉輪五軸數控的加工誤差分析

　　2.1機床誤差

　　機床運動中產生的誤差即為機床誤差，主要變現為機床的熱變形與幾何誤差，伺服系統、插補器的跟隨誤差等。以下將要分下下其中的插補誤差：從理論上說，當刀具在兩個相連的刀位間工作時，刀心走的應該是直線，如果刀具的刀軸方向沒變，只有三軸聯動，那么此時刀心的運動路徑為同一根的直線，如果刀軸方向改變了，即便控制系統已經對其做了線性插補，不過上刀心與工件運動路線不是直線，期間也會產生插補誤差。

　　2.2工藝誤差

　　這種誤差也叫讓刀誤差，即在切削時，零件或刀具在切削力的影響下發生變形，使之出現加工誤差，這種變形氛圍零件變形與刀具變形兩種。加工葉輪時，由于兩片葉中間的通道較窄、很深，因此建議用細長型的刀具，剛度適中，否則的話加工時會發生變形，導致刀具前后端產生讓刀量差異，這種現象帶來的結果是，葉片的根部型值被改變。此外，因葉輪葉片不夠厚，加工處理時極易變形，影響了葉輪的加工精度，實際加工型值跟理論編程也會不一樣。

　　2.3側銑加工誤差

　　由于此葉輪的葉片曲面是不可展直紋面，其端點位置的兩法矢不同，與可展直紋面的加工方式也會不一樣。鑒于此，使用側銑加工很容易產生過切現象，兩法矢與刀具半徑間夾角會影響其過切量。從幾何理論角度分析，可展直紋面在側銑加工時，應選擇圓柱銑刀，其接觸線為直線，如果是不可展直紋面，它的接觸線則為曲線，加工時也容易發生過切的現象。

　　2.4其它加工誤差

　　其他形式的加工誤差，如工件裝夾時，同軸度誤差及三維建模時出現的曲面模型逼近誤差等。

三、離心壓氣機的葉輪五軸數控的加工試驗

　　3.1葉輪數控加工工藝

　　隨著三元流技術與計算機技術的普及，葉輪的葉片形狀變得更復雜，要做好這一工作，我們需要進行五坐標數控加工。下面就拿315mm 直徑的分流長短葉片離心壓氣機的葉輪進行分析，它的數控加工工藝主要分為：

　　3.1.1粗加工葉輪：分區、分層粗銑相鄰葉片間的流道。

　　3.1.2精加工與清根加工葉輪：葉型的清根加工與精加工都發生在同一次加工過程中，主要有短葉片吸力面、短葉片壓力面、長葉片吸力面、長葉片壓力面精加工及輪轂曲面的精加工。

　　3.2壓氣機葉輪的三維建模

　　在葉輪的數控程序中，順著曲面模型來生成刀具的路線，對典型零件的葉輪進行曲面建模，而后根據教算法與曲面等距，計算出葉輪刀位數據。對葉輪零件進行曲面建模時，應做到從點到線再到面，而后確定幾何建模過程。1.在利用旋轉曲面的基礎上形成葉片曲面外的表面。2利用樣條曲線命令，使之生成直紋曲面的葉片準線。3.運用直紋曲面命令，使之生成使葉片曲面。4.運用陣列命令，使之生成其它葉片，保持葉輪曲面模型的完整性。通過上面的幾何建模過程，及繪制葉輪曲面模型，加工仿真葉輪時要運用零件實體模型，來進行曲面模型建模，通過布爾運算與曲面縫合等步驟，使之最后生成葉輪的實體模型。

　　3.3葉輪數控加工的計算機仿真

　　要保證葉輪數控的加工質量，就應合理選擇生成刀具的軌跡。數控加工復雜零件時，運用編程工具生成的加工程序，所用的刀具與工件必須相對獨分離，走刀線路是不是合理等情況，很多編程人員都會始料不及。零件加工過程要運用刀位仿真的方式，檢查刀位軌跡的合理性。在仿真前應先處理文件，刀位的格式要求應同文件相同。

　　3.4機床試切的加工試驗

　　要驗證刀具軌跡的生成算法與后處理算法是否準確，我們可通過建立石蠟模型來測試。首先，合理選擇加工坐標系。由于壓氣機的葉輪跟回轉軸對稱有關，因此葉輪裝夾位置為C軸回轉軸與葉輪回轉軸同軸。由此可見，我們要只需先編寫流道加工程序，讓后調整C軸轉角度數的設置，這樣就可將其他流道加工出來。編程時，要選擇葉輪回轉軸與Z軸同軸的坐標系。刀位文件的后處理，如果刀具路徑正確，即可對刀位文件進行后處理，然后得到數控程序。再試切驗證葉輪短葉片和與它相鄰長葉片數控程序。

結語

　　數控加工是五軸數控加工重要的研究方向，本文分析五軸數控加工技術并結合機床試切的加工試驗，說明該測量利于保證和提高葉面質量及加工精度，還能發揮出五軸數控機床加工的性能。