整体涡轮是发动机的心脏,是决定整机性能和大修时间间隔的关键部件之一,其加工成为提高发动机性能的一个重要环节。在考察了CNC铣削、精密模锻、精密铸造、磨削加工、电解加工(ECM)、电火花加工(EDM)等涡轮叶盘加工技术的基础上,根据电火花加工的机理及特点,认为电火花加工是整体涡轮加工最有效的方法之一。基于这样的认识,本文研究了整体涡轮的三维造型、整体涡轮的电火花加工方案以及各方案中电极设计制造、电极运动轨迹设计等问题。 整体涡轮盘的三维造型结果直接影响到电火花加工电极的设计精度和电极运动轨迹的设计精度,是涡轮盘电火花加工的必要前提。本文针对给定若干截面上型值点的情况,基于典型的CAD/CAM软件UG NX自由曲面造型功能,分别对叶片、轮毂和叶冠进行了三维造型,并对叶片和轮毂、叶冠的过渡部分进行了处理,最终完成了整体涡轮的精确三维造型。 本文结合电火花加工的特点,系统地分析了在不同情况下电火花加工整体涡轮盘通道时采用的简单电极电火花铣削加工、成型电极加工和分解电极加工三种加工方案,重点介绍了三种方案中电极设计及制造、电极运动轨迹等关键工艺。另外在分解电极加工方案中提出了一种使用双头电极夹对电极进行装夹,保证了电极安装的精度,提高了加工效率。 本文以某厂不带冠整体涡轮为实验对象,采用成型电极加工方案完整实施了对此整体涡轮所有叶间通道的电火花加工。讨论了采用电火花加工工艺加工不带冠整体涡轮的制造方法,并针对加工整体涡轮通道的实际加工情况,进行误差分析,提出解决方案。