微小叶轮精加工轨迹多目标优化方法研究

微小叶轮作为微型发动机的重要组成部分,其加工质量将直接影响到发动机的整体性能。在讨论了加工过程中需要克服一般整体叶轮叶片扭曲严重且为自由曲面、流道狭窄容易撞刀等共同难点外,加上其整体尺寸的缩小将使加工表面质量更加难以保证,从而提出了一种针对微小叶轮的刀具轨迹规划及精加工轨迹优化方法。即首先确定了以效率为主的粗加工轨迹规划和在保证质量基础上的精加工轨迹规划目标,运用仿真软件保证刀具轨迹无撞刀、干涉的情况下,其次对精加工刀具轨迹参数进行了以表面残留高度最小的优化目标,运用双因素方差分析法确定影响表面质量的主要因素为走刀步长,最后通过图表的形式分析走刀步长对叶片和轮毂表面质量的影响规律,从而得到了一套完整的保证微小叶轮加工效率和整体表面质量的加工方法,对实际加工有一定的指导意义。

微小整体叶轮五轴联动微细铣削加工试验研究

微小整体叶轮作为微型发动机的重要组成部分,其加工质量直接影响微型发动机的使用性能。针对微小整体式复杂叶轮流道狭窄、叶片扭曲大和长厚比大等特点,开展了微小复杂扭曲整体式叶轮五轴联动微细铣削加工方法研究。针对微小叶轮加工过程极易发生变形、过切和碰撞干涉等问题,对微小叶轮的加工过程进行工艺规划,建立了微小叶轮流道加工刀具选择的约束方程,计算出叶轮加工刀具的最大理论直径。通过CAM软件对叶轮进行切削仿真,验证了刀具选择和工艺规划的正确性。通过五轴联动微细铣削试验,得到了具有6个直径10mm的叶片、叶片最小厚度0.15mm、叶片最小相邻间距0.58mm的7075铝合金微小整体叶轮。