发动机叶片数控铣削加工关键技术研究
摘要：随着科学技术的持续更新和进步，发动机对于现阶段社会生产生活产生了更为积极的意义和作用。本文主要是从数控切削加工工艺问题入手，重点分析了发动机叶片加工中的关键技术。
关键词：钛合金；发动机；叶片；数控切削；加工；关键技术
1. 前言
现代社会对于发动机性能的要求在不断提升，涡扇发动机、零部件的设计和制造工作面临着全新的挑战，而风扇叶片是涡扇中的核心部件之一，其自身的制造精度和几何形状会直接影响到发动机的涵道比和发动机的整体运转效果。
2. 数控切削加工工作中面临着的问题
现阶段发动机叶片数控切削加工过程中还面临着一定的问题，主要是表现在了：第一，毛坯尺寸存在着较大的差异。SPF/DB的工艺条件无法被精准控制，这就导致实际形成的发动机叶片的毛坯尺寸状态差异较大，在实际开展加工之前，需要针对各方面的尺寸分布情况进行有效控制。第二，余量分布方面存在着不均匀的问题。经过SPF/DB作业，发动机叶片毛坯各部位的加工余量在分布方面呈现出不均匀的情况，并且加工部位自身的结构特点，还会影响到数控切削加工方法的实际开展效果，增加了切削加工的难度。第三，刚度特性的强弱分布不够合理。发动机叶片的空心桁架和实体部分，共同组成了封闭混杂结构，其本身的刚度特性呈现出了强弱不够均衡的情况，并且数控切削过程中的结构变形规律较为复杂，难以采用切实有效的误差补偿手段加以应对。
3. 数控切削加工关键技术
针对发动机叶片开展数控切削加工工作的过程中，首先，需要针对SPF/DB
工艺所得到的叶片毛坯进行有效测量，这样能够获取到全场点云数据，同时还需要充分发挥CAD技术的优势和作用，针对毛坯数学模型进行良好构建，并以此为重要前提，借助于CAD技术和CAM技术，适当性的调整数字模型，从而生成相应的数控加工代码，最后，需要通过数控加工中心的作用，全面设计相关工装夹具，从而实现叶片数控切削加工工作的目的。
3.1复杂曲面结构测量技术
测量工作越来越朝着个性化加工的方向发展，复杂曲面测量技术的良好应用，能够充分获取复杂曲面几何形状，有效提升测量工作的准确性和真实性。首先，数据获取技术的应用。三坐标测量机、测量机械手等方面技术测量手段的出现，全面优化了三维表面信息的获取方式，包含了接触法和非接触法两个方面。前者具有较高的测量精度，但是能够获取到的点运数据是有限的，相应的测量工作效率不够高，而后者具有较高的测量效率，但是容易受到周围环境的影响，相应的精度无法予以有效保障。其次，曲面重构技术的应用。现阶段积极采用数控切削加工技术，针对复杂曲面外形构件进行处理，需要充分借助于CAD模型，积极建立起相应的刀位点，并从刀具运动的路径进行良好的规划和设计，从而促进数控机床完成良好的切削运动。再者，充分发挥误差评定技术的应用。在测量复杂曲面的过程中，积极采用误差评定技术能够发挥有效作用，其中良好应用了最小区域法和最小二乘法。针对发动机叶片进行测量，需要充分获取点云数据，从而得到相应的形位特征和定位基准数据，从而促进测量点的分布更为合理性，提升测量工作的总体效率。
图1 复杂曲面结构测量情况图
3.2加工变形控制技术
充分采用数字化测量、自动数控编程以及模型重构等方面手段，获取到精确的形状轮廓，对此，还需要充分开展切削加工变形工作，保证被加工对象能够更好的满足相应的精度要求。对于发动机叶片来说，其刚性结构件出现加工变形的情况，主要是因为切削力方面的内容，如果切削过程中存在着较大的复杂性，将会直接影响到切削力的实际效果。想要充分发挥切削力的作用，需要针对加工变形预测和控制的重要前提就是针对切削力的信息进行准确性的控制。从数值模拟技术出发，充分发挥切削加工过程中切削参数、工件以及刀具等方面的条件，通过切削力迭代预测模型，输出相应的数据，将能够得到较为准确的切削力信息。
3.3切削加工误差补偿技术
被加工对象、机床误差以及刀具磨损等方面情况的存在，都会导致切削加工过程中出现一定的误差，对此需要充分采用切削加工误差补偿技术，全面有效提升发动机叶片的总体加工精度。借助于通用数控机床几何误差模型，有效开展相应的编程工作，良好补偿变形误差；刀具磨损情况需要充分切削力引起的刀具变形产生的切削误差循环迭代误差补偿算法，有效保证精度要求。
4. 结束语
当前发动机叶片制造过程中存在着一定的问题，充分采用SPF/DB工艺结合数控切削加工技术，能够发挥积极有效的作用。以SPF/DB工艺为基础的多重高温热循环三层钛合金板将能够形成良好的叶片毛坯，其具有空心桁架结构，充分采用磨削、切削等方便的数控加工手段，将能有效减少毛坯余量，从而能够得到最终的尺寸叶片零件。数控切削加工制造过程中，有效去除余量的最后一道工序，能够有效保障发动机叶片的制造精度。
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