整体叶轮数控电解加工设备研制及工艺试验

摘   要

    整体叶轮是新型航空、航天发动机等产品的核心零件，其制造技术已成为先进制造技术领域研究的热点之一。但整体叶轮结构复杂，且多采用难切削材料，使得其加工制造难度较大。而数控电解加工由于同时具备了数控加工和电解加工的优点，成为加工整体叶轮的主要方法之一。电解加工要加工出高质量的零件，必须配以高性能的加工设备。课题进行了以整体叶轮为主要加工对象的新型四轴联动数控电解加工机床的研制，进而针对自由曲面叶片整体叶轮的加工难题进行了试验研究。

 首先，对数控电解加工机床进行了总体结构设计、完成了机床关键部件的优化设计工作，重点进行了电解加工机床数控回转工作台研制及工作箱的设计制造，还参与了数控电解加工机床中外购件的选型、机床部件的加工制造、装配等工作，在实践过程中对机床制造及装配过程中遇到的实际问题进行了分析并提出解决方案。机床装配完成后，对机床精度及控制系统进行检测，完成机床的验收工作。

 其次，针对自由曲面叶片整体叶轮的加工难题，以提高叶片加工精度及稳定性为目的，对整体叶轮的数控电解加工工艺进行了进一步研究，设计制造了相应的工装夹具，对整体叶轮叶片型面精加工进行了加工试验，通过试验实际检验新研制的数控电解加工机床性能。

    加工试验过程表明，新研制的数控电解加工机床性能良好，满足整体叶轮零件的加工需要。整体叶轮工艺试验结果表明，课题中选用的加工工艺方法是可行的，经过精加工后叶片加工精度可达到±0.1mm，表面粗糙度达Ra3.2μm。