媒介

随着柴油机机能的不休提升和排放律例的要求愈发严格，内燃机车及船机用柴油机对增压器压比和效能的需要也在不休提高
。如中车大连机车钻研所有限公司某型增压器压气机标定工况压比已经达到6.5，最大工作压比超过7.0以上，而增压器的机能重要取决于其主题部件离心式压气机叶轮(见图1)，新型增压器普遍使用空间曲面造型的整体式叶轮，由于其复杂的曲面结构，极高的精度要求，使得叶轮叶片成为最典型的难加工结构件，叶轮加工也素佑装机械加工的巅峰竞技场”之说，可见其在机加工技术上的典型代表作用，而叶轮直径超过了350mm，当增压器转速达到30000r/min时，叶轮最表缘线速度已经超过1.5倍音速，而此处压缩空气的温度也在250℃以上，这对离心式压气机叶轮的资料机能提出了巨大的要求，常用的铝合金叶轮资料机能已经限度了增压器的机能提升要求，目前，新一代高机能增压器已逐步使用钛合金取代铝合金造作压气机叶轮，以满足愈发严格的机能指标要求
。钛合金拥有质量轻、强度高、耐侵蚀性好蹬着点，同时也由于资料的特殊性，加工难度也极度高
。本文通过出产加工实际堆集，假造了钛合金离心式整体叶轮加工工艺，分析出产加工细节中的刀具选择、切削加工方式及参数利用等，解决出产加工中出现的问题，以使出产工艺更精准，加工效能和不变性更高
。

1、钛合金资料加工个性

钛合金资料在加工时切削力只略高于同蹬撞度的钢材，但是加工钛合金的物理景象要比加工钢材复杂好多，因而钛合金资料加工难度数倍增长，其重要原因是大无数钛合金资料的热导率都很低，只有钢材的15%左右，铝材的8%左右，因而，在加工钛合金资料的过程中产生的热量不能急剧传递到工件或切屑带走，会集聚在刀具的切削区域，产生的温度最高可达到1000℃以上，高温会使刀具刃口迅速磨损、崩裂或天生积屑瘤，加快磨损刀刃，刀具磨损后会使切削区域产生越发多的热量，进一步缩短了刀具的使用寿命
。加工过程中产生的高温也会粉碎钛合金叶轮的表表质量，出现加工硬化景象
。

2、钛合金叶轮毛坯

因钛合金资料价值较高，加工时刀具损耗大，假造加工工艺时，在保障加工质量的同时要尽可能削减叶轮铸造毛坯加工余量，从而降低成本，提高加工效能，通过现实加工验证，其毛坯加工余量单边预留3mm，可保障加工的同时最大削减毛坯沉量，视为最佳余量，如图2所示
。

3、粗车加工工序

首先通过数控车床工序粗加工整体叶轮、叶轮表子午线、叶背型线及叶背定位部位，保障其同轴度误差幼于0.05mm，因叶轮铣削加工工序，资料去除量达到70%以上，大量的资料去除，会出现应力集中开释，造成叶轮加工后叶片变形量增大，通过屡次验证，车削粗加工工序最佳余量参数如下:叶轮的表子午线地位余量为0.6mm，叶轮表概括地位余量为0.5mm，叶背型线地位余量为1mm(见图3)
。

4、钛合金叶轮叶片铣削工序

4.1铣削工序加工机床选择

整体离心式叶轮为典型的五轴联动加工部件，其加工机床必须具备五轴联动职能，并拥有优良的五轴联动加工不变性，钛合金资料加工中刀具线速度通常较低，为提高加工效能，时时选用相对加大直径的刀具，机床应具备优良的刚性，综合上述需要，并结合公司的设备情况，机床选用DMU80P卧式五轴加工中心，如图4所示
。

4.2铣削工序加工刀具选择

在相识钛合金资料加工个性的基础上，结合以往加工经验，在钛合金叶轮加工的刀具选择方面，首吓爪解决加工中刀具切削部位的散热问题，应选择正切削角的几何状态刀具，维持刀片刃口的敏感，钝的刀具是热量增长和磨损的重要原因，容易导致刀具急剧失效，维持刀片刃口敏感可有效削减切削力产生，从而降低切削热和叶轮叶片的变形;选择大的刀尖圆弧半径或倒角的刀具，尽可能让更多的刀刃进行切削，能够削减每一个点的切削力和热量，以预防刀具刃口的部门破损
；褂ρ∮糜型坎愕牡毒，以增长刀具耐磨度，并可降低刀具积屑瘤产生，如机床等相应前提具备，可选用内冷刀具，选取高压大流量切削液，直接作用于切削区域，可有效降低刀具切削高温情况，削减因温度过高而导致的叶轮叶片表表变型和刀具磨损，经加工验证最终选用16mm直刃球头涂层铣刀以及8mm球头锥度4°涂层铣刀(见图5)实现加工
。

4.3法式及参数

离心式整体叶轮是典型的五轴联动机床的加工部件，其加工法式复杂，必须借助CAM软件进行编程，而主流的CAM编程软件都针对整体叶轮加工，独立设置了专用加工？，以降低编程难度
。现选取CAM软件的叶轮加工？槭迪忠堵窒骋缎头ㄊ奖喑碳庸
。

叶轮叶片精加工法式选取锥度球头涂层铣刀，刀轴选择绕叶片方式，加工余量为－0.02mm，切深0.25mm，转速为刀具线速度Vc=60m/min，进给速度为fz=0.15mm，安全侧倾角设为0.1°～0.3°，为最佳切削参数
。

5、精车加工叶轮表子午线及叶背型线

在叶轮铣削加工后，用数控车床精车加工叶轮子午线、叶后手序，装夹选取卡盘和涨胎工装，保障两端同轴度误差在0.02mm以内，因叶轮叶片已加工实现，其叶轮子午线精车加工工序已成为间断切削，其钛合金资料间断切削对刀具损耗增长，同时因叶轮叶片较薄，间断切削也容易造成叶片冲击变形，经加工验证，叶片长度在40mm以内，叶片厚度在2mm以上，凭据叶轮的旋转方向，选取与叶轮叶片旋转角一样的方向选择加工旋转方向，降低叶片冲击变形，若是叶片长度超过40mm或叶片厚度低于2mm，必要在叶轮的叶片中央地位，增长填充工业橡皮泥支持降低间断切削变形
。

6、实现语

通过加工实际，对钛合金离心式整体叶轮加工工艺进行了分析和总结，解决了新型钛合金资料叶轮出产加工中出现的问题，现已出产多种型号钛合金叶轮，通过新钛合金叶轮出产工艺，出产更精准，加工效能和不变性更高
。