整體葉輪是渦輪式發(fā／fà)動機、渦輪增壓發(fā／fà)動機的核心部件。它在能(néng)源動力、航空航天(tiān)、石油化工、冶金等行(háng / xíng)業中均有廣泛的應用(yòng)，是具有代表性的，且造型比較規範的、典型的通道類複雜零件。其(qí)型面的加工手段、加工精度和加工表面質量直接影響發(fā／fà)動機的空氣動力性能(néng)和機械效率，對(duì)發(fā／fà)動機性能(néng)有決定性的影響。整體葉輪因其(qí)曲面的複雜性和加工精度高，使其(qí)成爲典型的難加工零件。随着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)市場對(duì)渦輪發(fā／fà)動機的需求越來越大，實現整體葉輪的高效加工也愈發(fā／fà)必要(yào / yāo)。目前整體葉輪常見的材料有鋁合金、钛合金、不鏽鋼等。葉輪加工的複雜性主要(yào / yāo)在于(yú)葉片的曲面造型很複雜，五軸數控銑削加工柔性好,加工效率高,适用(yòng)廣泛,是整體葉輪加工常用(yòng)的方法之一。根據葉輪的曲面形狀的不同，在數控機床上加工時通常采用(yòng)兩類方法,分别爲點銑法和側銑法。由于(yú)整體葉輪的形狀比較複雜，葉片的扭曲大，加工極易發(fā／fà)生(shēng)幹涉，因此其(qí)加工的難點在流道、葉片的粗、精加工。在整體葉輪的數控加工過(guò)程中，爲了盡量減少由于(yú)刀具引起的過(guò)切和幹涉，且在加工較窄流道時刀具仍能(néng)有較好的剛性。

爲了使葉輪滿足氣動性的要(yào / yāo)求，葉片常采用(yòng)大扭角、根部變圓角的結構，這給葉輪的加工提出了更高的要(yào / yāo)求。整體葉輪加工技術要(yào / yāo)求包括尺寸、形狀、位置和表面粗糙度等幾何方面的要(yào / yāo)求，也包括機械、物理和化學性能(néng)的要(yào / yāo)求。葉輪葉片必須具有良好的表面質量，精度一般集中在葉片表面輪毂的表面和葉根表面,表面粗糙度值應小于(yú)Ra0.8μm。爲了滿足上述要(yào / yāo)求，整體葉輪在加工過(guò)程中常會(huì)遇到以下(xià)幾種問題：①整體葉輪流道較窄，葉片相對(duì)較長，剛度較低，屬于(yú)薄壁類零件，加工過(guò)程極易變形。在加工過(guò)程中，由于(yú)自(zì)身結構和外部切削力的作用(yòng)，流道的入口和葉片上端會(huì)産生(shēng)震紋。爲了保證整體葉輪的表面質量，需要(yào / yāo)刀具有足夠剛性、合适的鋒利程度還能(néng)有足夠的排屑空間。②流道最窄處葉片深度遠遠超過(guò)刀具直徑，相鄰葉片空間極小，在清角加工時刀具直徑較小，刀具容易折斷。③整體葉輪曲面爲自(zì)由曲面，流道窄，葉片扭曲比較嚴重，并且有明顯的後(hòu)仰趨勢,加工時極易産生(shēng)幹涉，加工難度較大。有些葉輪由于(yú)有副葉片，爲了避兔幹涉，要(yào / yāo)分段加工曲面，因此，保證加工表面的一緻性也有困難。④考慮到整體葉輪在實際工作中高速旋轉，轉速達10000-50000轉，要(yào / yāo)防止震動并降低噪聲，既要(yào / yāo)節約加工節拍，又要(yào / yāo)保證切削的平穩性和對(duì)稱性。

要(yào / yāo)求

葉輪加工對(duì)加工工具的要(yào / yāo)求主要(yào / yāo)在：

1.避幹涉性能(néng)好

2.剛性好，不振刀，不掉刀 

問題

在五軸加工中心上對(duì)葉輪進行(háng / xíng)銑削加工時，主要(yào / yāo)需要(yào / yāo)改善以下(xià)幾個問題：

1.切削效率低，無法提高切削效率；

2.振刀，在加工過(guò)程中，由于(yú)動态切削受力不均，極易産生(shēng)振刀現象；

3.掉刀，在加工過(guò)程中，會(huì)出現刀具被不知不覺拔出的現象，從而(ér)會(huì)造成過(guò)度銑削，導緻零件報廢。

目前在整體葉輪加工領域，熱裝刀柄以其(qí)顯著的避幹涉優勢獲得(dé / de / děi)使用(yòng)者青睐。然而(ér)因爲熱裝刀柄自(zì)身結構過(guò)剛，無法減少或消除加工中産生(shēng)的振動；且随着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)使用(yòng)時間增加，刀柄本身夾持力會(huì)逐漸減小，因而(ér)産生(shēng)掉刀現象使得(dé / de / děi)零件質量無法合格。正是由于(yú)夾持的不穩定性，切削參數很難提高，切削效率受到桎梏。

思路

APC刀柄因其(qí)蝸杆驅動式機械結構而(ér)具有超強的夾持力以及優越的抗振性能(néng)。同時它的避幹涉性能(néng)不輸于(yú)熱裝刀柄。通過(guò)使用(yòng)APC刀柄解決掉刀隐患，改善加工質量，同時提高加工效率，縮短加工時間，提高産能(néng)，是整體葉輪加工領域工藝優化的新思路。

夾持直徑範圍：

夾持直徑範圍：2-14mm或2-20mm

總長度 120 mm 

(以HSK63 + BT40爲例,A爲主軸端至刀柄前端)

可(kě)配置帶銷夾緊套，

絕對(duì)安全可(kě)靠4.5°極小錐度

精度高、阻尼性能(néng)好

理想的力矩傳遞

刀具内部冷卻液壓力高

100bar時依然100%無冷卻液洩漏

可(kě)通過(guò)增加外部冷卻設備以達到沖洗效果

實驗對(duì)比

機      床：某國産五軸加工中心

刀      具：16mm硬質合金銑刀

冷卻方式：外部冷卻

工件材料：钛合金F300

熱裝刀柄 VS 蝸杆驅動式APC刀柄

用(yòng)熱縮刀柄夾持直徑爲16mm的硬質合金銑刀，在五軸加工中心上做動态銑削，冷卻方式爲外冷。一個标準産品九個葉片，每個葉片加工耗時約85分鍾，九個葉片約加工765分鍾，每加工三個葉片換一把銑刀。在設備及刀路狀況完全不變的狀況下(xià)，用(yòng)APC刀柄去(qù)代替原本使用(yòng)的熱裝刀柄，并且提高切削參數，以達到提高效率的目的。

使  用(yòng)  效  果：

1. 使用(yòng)APC刀柄以後(hòu)，加工效率提高近38%，刀具損耗并無明顯變化。

2. 使用(yòng)APC刀柄以後(hòu)，無掉刀現象發(fā／fà)生(shēng)。

3. 使用(yòng)APC刀柄以後(hòu)，在提高加工參數的狀況下(xià)，振動也得(dé / de / děi)到明顯減弱。