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摘 要：闭式整体叶盘是航空发动机的关键零件，其结构复杂，加工精度要求高，在实际加工过程中通常采用多轴数控加工。基于此，本文主要研究闭式整体叶盘五轴数控加工技术，希望对相关人员有所启示。
关键词：闭式整体叶盘;五轴数控加工;加工工艺
引言：只有做好闭式整体叶盘的数控加工工艺，才能够促使闭式整体叶盘的质量能够得到保障，进而才能够符合实际使用需求，由此可见，在采用五轴数控技术进行闭式整体叶盘的加工时，一定要规范工艺流程，细致的做好每一步工艺流程的工作，进而才能够实现对零件的完美加工。
1 闭式整体叶盘概述
闭式整体叶盘是航天发动机的核心部件，整体式叶盘能够实现一个零件、较强力学性能，从而促使航空发动机能够省去一些不必要的零件，进而促使航空发动机的重量大幅度降低，促使发动机拥有更好的推动比。整体式叶盘分为闭式整体叶盘和开式整体叶盘，而据笔者调查研究现实，闭式整体叶盘相比于开式整体叶盘而言，其内轮毂、外轮毂与叶片是连接在一起的，整体空间结构好，故而能够避免气流在榫头出存处较大的流失现象，为航空发动机能够发挥出良好的整体性能提供保障[1]。
2 闭式整体叶盘的结构分析
闭式整体叶盘的结构主要包括内轮毂、外轮毂和叶片。内轮毂是在闭式整体叶盘的结构中主要起到的是为叶片传输动力的作用，其位于闭式整体叶盘的中间部位，呈现的是回转体的状态。外轮毂位于闭式整体叶盘外部的环，与叶片相连。叶片是闭式整体叶盘的核心，呈现曲线条的形状[2]。
3 闭式整体叶盘五轴数控加工技术分析
3.1 闭式整体叶盘加工通道区域
在进行闭式整体叶盘的数控加工时，首先需要确定闭式整体叶盘的加工区域，进而才能够促使闭式整体叶盘的数控加工能够有效进行。闭式整体叶盘的加工区域主要包括单通道内环加工区域和单通道外环加工区域，而在进行这两个区域的数控加工时，单通道内环加工区域需要与闭式整体叶盘的内轮毂相邻，而单通道外环加工区域需要与闭式整体叶盘的外轮毂相邻。
3.2 闭式整体叶盘五轴数控加工工艺分析
现阶段，常用的闭式整体叶盘为TC4材料，因此本文选取TC4材料的闭式整体叶盘进行分析，其基本参数为：（1）材料：TC4;（2）直径：249.2;（3）总高：37;（4）孔径：120;（5）叶片数：29。
首先，从闭式整体叶盘五轴数控的加工难点来分析。由于闭式整体叶盘主要应用于航空航天领域航空发动机零件的制作，而航空发动机对零件的要求是需要为航空发动机提供一定的发动动力，而闭式整体叶盘所制作的零件就必须满足航空发动机对动力的需求，而通常情况下，为了满足航空发动机对零件的动力学需求，往往采用使用较多叶片数的形式来增加零件的力学动能，然而据笔者调查研究现实，由于叶片的扭角较大，而闭式整体叶盘五轴数控加工既要保证闭式整体叶盘的力学性能，还需要保证闭式整体叶盘的整体质量，这就导致闭式整体叶盘五轴数控的加工较为困难。一方面，通过上文对TC4材料的闭式整体叶盘分析可知，该闭式整体叶盘壁较薄，加之TC4材料拉伸性能较好，受力易变形，因此，在实际加工过程中闭式整体叶盘受外力的作用的情况是不可避免的，而当闭式整体叶盘受外力影响时，则会导致闭式整体叶盘产生形变，进而导致闭式整体叶盘无法为零件提供良好的力学性能。另一方面，闭式整体叶盘通道较窄，而这就导致在使用刀具进行加工时，闭式整体叶盘能够基于刀可移动空间的范围较窄，经常存在刀具损害闭式整体叶盘表面的现象，同时，由于闭式整体叶盘通道较窄，导致在进行闭式整体叶盘五轴数控加工时只能够采用单面加工的形式，而对另一面加工时需要将闭式整体叶盘翻面，这就导致加工流程较为繁琐。
其次，从闭式整体叶盘加工工艺内容来分析。现阶段，在使用五轴数控技术对闭式整体叶盘进行数控加工时，往往会使用钛合金、高温合金等材料对闭式整体叶盘进行加工，然而，在实际加工的过程中，为了保证加工材料的形状、性能满足闭式整体叶盘的加工需求，需要对高温合金、钛合金等材料进行切削，且若不能够对闭式整体叶盘五轴数控加工工艺进行合理的控制，则会导致加工材料存在毛坯余量较大，进而出现材料浪费的现象，这就导致加工成本大量增加，因此，制定一套科学、合理的闭式整体叶盘五轴数控加工方案尤为重要。在进行闭式整体叶盘的五轴数控加工时，相关工作人员需要先了解闭式整体叶盘的结构特点，并根据闭式整体叶盘结构特点分析零件数控加工的可行性，从而编制出初始的闭式整体叶盘加工流程，并结合零件的设计图纸，对闭式整体叶盘数控加工的编程原点进行合理的选择，随后根据加工编程原点、零件图纸对初始加工流程进行修改，并制作加工工序、装夹方式等，最后需要根据闭式整体叶盘的加工流程结合零件的设计图纸选择合适的加工机床，并合理的设置切削参数，制定走刀路径，从而达到保证闭式整体叶盘数控加工质量的同时尽可能的避免出现材料资源浪费的现象。
最后，从闭式整体叶盘加工工艺流程的角度来分析。由于闭式整体叶盘加工工艺较为复杂，且加工难点较多，对于每一道工序的要求都是非常的严格，因此，在实际对闭式整体叶盘进行数控加工时，往往会采用五轴联动数控机床对闭式整体叶盘进行加工，以此来保障加工的质量。通常情况下，闭式整体叶盘数控加工工序包括毛坯制造、外形车削、五轴加工及成品检测等内容，而选用五轴联动数控机床对闭式整体叶盘进行数控加工时，需要在原工序的基础上提高切削效率、减少切削应力，从而才能够促使加工出来的零件质量更好、力学效果更好。因此，在进行毛坯制造时，为了减少加工应力对闭式整体叶盘的产生的形变影响，需要在毛坯粗车加工时在闭式整体叶盘的外部边缘地区留有一部分的余量，除此之外，还需要对进行完毛坯加工后的闭式整体叶盘进行加工应力热处理，以帮助闭式整体叶盘消除加工应力，避免产生形变。在进行外形车削时，为了减少加工应力对闭式整体叶盘的产生的形变影响，需要在闭式整体叶盘叶片的进口处和出口处分别留有余量，由于叶片较薄，极易受加工应力的影响，因此需要用余量的力学作用来减轻加工应力的影响。由于单通道内环加工区域与内轮毂相离较近，单通道外环加工区域与外轮毂相离较近，故而在进行单通道加工时可同时进行内轮毂和外轮毂的精加工，通常情况下需要进气端与出气端分别进行加工，以此来避免在加工过程中刀具对闭式整体叶盘产生划伤而出现刀痕。在进行闭式整体叶盘的根部清理时，需要用小直徑的锥度球头刀对闭式整体叶盘的根部区域进行清理。在进行完上述流程之后，需要对闭式整体叶盘的成品进行检测，主要检测目标为闭式整体叶盘的加工质量，包括是否存在划痕、是否存在毛刺等问题，若发现存在上述问题则需要利用研磨的方式将较小的划痕和毛刺进行修复，而当划痕和毛刺较大时，则需要重新进行数控加工。
结论：综上所述，由于闭式整体叶盘是现阶段我国航空发动机零件的主要材料，因此，做好闭式整体叶盘的数控加工工艺尤为重要。由于闭式整体叶盘数控加工难度较高，工艺较为繁琐，故而采用五轴联动数控加工机床，在加工的过程中，需要严格按照规定的加工工艺内容及加工工艺流程进行加工，从而才能够在保证闭式整体叶盘完整力学性能的同时提高闭式整体叶盘的加工质量。
参考文献：
[1]杨滨涛; 夏峥嵘; 陶建民.闭式整体叶盘流道粗加工分层区域边界刀路刀轴计算方法[J].新技术新工艺，2019，03（25）：148-149.
（广西工业技师学院，广西 南宁 530031）
关键词：闭式整体叶盘;五轴数控加工;加工工艺
引言：只有做好闭式整体叶盘的数控加工工艺，才能够促使闭式整体叶盘的质量能够得到保障，进而才能够符合实际使用需求，由此可见，在采用五轴数控技术进行闭式整体叶盘的加工时，一定要规范工艺流程，细致的做好每一步工艺流程的工作，进而才能够实现对零件的完美加工。
1 闭式整体叶盘概述
闭式整体叶盘是航天发动机的核心部件，整体式叶盘能够实现一个零件、较强力学性能，从而促使航空发动机能够省去一些不必要的零件，进而促使航空发动机的重量大幅度降低，促使发动机拥有更好的推动比。整体式叶盘分为闭式整体叶盘和开式整体叶盘，而据笔者调查研究现实，闭式整体叶盘相比于开式整体叶盘而言，其内轮毂、外轮毂与叶片是连接在一起的，整体空间结构好，故而能够避免气流在榫头出存处较大的流失现象，为航空发动机能够发挥出良好的整体性能提供保障[1]。
2 闭式整体叶盘的结构分析
闭式整体叶盘的结构主要包括内轮毂、外轮毂和叶片。内轮毂是在闭式整体叶盘的结构中主要起到的是为叶片传输动力的作用，其位于闭式整体叶盘的中间部位，呈现的是回转体的状态。外轮毂位于闭式整体叶盘外部的环，与叶片相连。叶片是闭式整体叶盘的核心，呈现曲线条的形状[2]。
3 闭式整体叶盘五轴数控加工技术分析
3.1 闭式整体叶盘加工通道区域
在进行闭式整体叶盘的数控加工时，首先需要确定闭式整体叶盘的加工区域，进而才能够促使闭式整体叶盘的数控加工能够有效进行。闭式整体叶盘的加工区域主要包括单通道内环加工区域和单通道外环加工区域，而在进行这两个区域的数控加工时，单通道内环加工区域需要与闭式整体叶盘的内轮毂相邻，而单通道外环加工区域需要与闭式整体叶盘的外轮毂相邻。
3.2 闭式整体叶盘五轴数控加工工艺分析
现阶段，常用的闭式整体叶盘为TC4材料，因此本文选取TC4材料的闭式整体叶盘进行分析，其基本参数为：（1）材料：TC4;（2）直径：249.2;（3）总高：37;（4）孔径：120;（5）叶片数：29。
首先，从闭式整体叶盘五轴数控的加工难点来分析。由于闭式整体叶盘主要应用于航空航天领域航空发动机零件的制作，而航空发动机对零件的要求是需要为航空发动机提供一定的发动动力，而闭式整体叶盘所制作的零件就必须满足航空发动机对动力的需求，而通常情况下，为了满足航空发动机对零件的动力学需求，往往采用使用较多叶片数的形式来增加零件的力学动能，然而据笔者调查研究现实，由于叶片的扭角较大，而闭式整体叶盘五轴数控加工既要保证闭式整体叶盘的力学性能，还需要保证闭式整体叶盘的整体质量，这就导致闭式整体叶盘五轴数控的加工较为困难。一方面，通过上文对TC4材料的闭式整体叶盘分析可知，该闭式整体叶盘壁较薄，加之TC4材料拉伸性能较好，受力易变形，因此，在实际加工过程中闭式整体叶盘受外力的作用的情况是不可避免的，而当闭式整体叶盘受外力影响时，则会导致闭式整体叶盘产生形变，进而导致闭式整体叶盘无法为零件提供良好的力学性能。另一方面，闭式整体叶盘通道较窄，而这就导致在使用刀具进行加工时，闭式整体叶盘能够基于刀可移动空间的范围较窄，经常存在刀具损害闭式整体叶盘表面的现象，同时，由于闭式整体叶盘通道较窄，导致在进行闭式整体叶盘五轴数控加工时只能够采用单面加工的形式，而对另一面加工时需要将闭式整体叶盘翻面，这就导致加工流程较为繁琐。
其次，从闭式整体叶盘加工工艺内容来分析。现阶段，在使用五轴数控技术对闭式整体叶盘进行数控加工时，往往会使用钛合金、高温合金等材料对闭式整体叶盘进行加工，然而，在实际加工的过程中，为了保证加工材料的形状、性能满足闭式整体叶盘的加工需求，需要对高温合金、钛合金等材料进行切削，且若不能够对闭式整体叶盘五轴数控加工工艺进行合理的控制，则会导致加工材料存在毛坯余量较大，进而出现材料浪费的现象，这就导致加工成本大量增加，因此，制定一套科学、合理的闭式整体叶盘五轴数控加工方案尤为重要。在进行闭式整体叶盘的五轴数控加工时，相关工作人员需要先了解闭式整体叶盘的结构特点，并根据闭式整体叶盘结构特点分析零件数控加工的可行性，从而编制出初始的闭式整体叶盘加工流程，并结合零件的设计图纸，对闭式整体叶盘数控加工的编程原点进行合理的选择，随后根据加工编程原点、零件图纸对初始加工流程进行修改，并制作加工工序、装夹方式等，最后需要根据闭式整体叶盘的加工流程结合零件的设计图纸选择合适的加工机床，并合理的设置切削参数，制定走刀路径，从而达到保证闭式整体叶盘数控加工质量的同时尽可能的避免出现材料资源浪费的现象。
最后，从闭式整体叶盘加工工艺流程的角度来分析。由于闭式整体叶盘加工工艺较为复杂，且加工难点较多，对于每一道工序的要求都是非常的严格，因此，在实际对闭式整体叶盘进行数控加工时，往往会采用五轴联动数控机床对闭式整体叶盘进行加工，以此来保障加工的质量。通常情况下，闭式整体叶盘数控加工工序包括毛坯制造、外形车削、五轴加工及成品检测等内容，而选用五轴联动数控机床对闭式整体叶盘进行数控加工时，需要在原工序的基础上提高切削效率、减少切削应力，从而才能够促使加工出来的零件质量更好、力学效果更好。因此，在进行毛坯制造时，为了减少加工应力对闭式整体叶盘的产生的形变影响，需要在毛坯粗车加工时在闭式整体叶盘的外部边缘地区留有一部分的余量，除此之外，还需要对进行完毛坯加工后的闭式整体叶盘进行加工应力热处理，以帮助闭式整体叶盘消除加工应力，避免产生形变。在进行外形车削时，为了减少加工应力对闭式整体叶盘的产生的形变影响，需要在闭式整体叶盘叶片的进口处和出口处分别留有余量，由于叶片较薄，极易受加工应力的影响，因此需要用余量的力学作用来减轻加工应力的影响。由于单通道内环加工区域与内轮毂相离较近，单通道外环加工区域与外轮毂相离较近，故而在进行单通道加工时可同时进行内轮毂和外轮毂的精加工，通常情况下需要进气端与出气端分别进行加工，以此来避免在加工过程中刀具对闭式整体叶盘产生划伤而出现刀痕。在进行闭式整体叶盘的根部清理时，需要用小直徑的锥度球头刀对闭式整体叶盘的根部区域进行清理。在进行完上述流程之后，需要对闭式整体叶盘的成品进行检测，主要检测目标为闭式整体叶盘的加工质量，包括是否存在划痕、是否存在毛刺等问题，若发现存在上述问题则需要利用研磨的方式将较小的划痕和毛刺进行修复，而当划痕和毛刺较大时，则需要重新进行数控加工。
结论：综上所述，由于闭式整体叶盘是现阶段我国航空发动机零件的主要材料，因此，做好闭式整体叶盘的数控加工工艺尤为重要。由于闭式整体叶盘数控加工难度较高，工艺较为繁琐，故而采用五轴联动数控加工机床，在加工的过程中，需要严格按照规定的加工工艺内容及加工工艺流程进行加工，从而才能够在保证闭式整体叶盘完整力学性能的同时提高闭式整体叶盘的加工质量。
参考文献：
[1]杨滨涛; 夏峥嵘; 陶建民.闭式整体叶盘流道粗加工分层区域边界刀路刀轴计算方法[J].新技术新工艺，2019，03（25）：148-149.
（广西工业技师学院，广西 南宁 530031）