国外整体叶轮加工研究的现状整体叶轮通常是由众多曲面构成的，有较大加工难度，是机械加工中的一大障碍，整体叶轮加工技术一直是国内外众多学者研究的多轴加工课题之一。人们曾经思考过很多方案来加工出高质量的叶轮。现今一些常用的生产方法如下表1-1所示。50744

 常用叶轮加工方法收集

方法           优缺点

优点 缺点

铸造成型后修光 成本较低，适合于少品种大批量的生产 产生内部结构缺陷，如砂眼、气孔等

石蜡精密铸造 精度较高 表面质量仍不能满足整体叶轮越来越高的设计要求

电火花 精度高、宜加工复杂零件 成本高、效率低、污染大

电解加工 加工范围广、可用于加工薄壁和易变形零件 精度低

三坐标仿形铣 加工方法简单 不适合大量生产、精度不高

    数控机床性能的一项重要指标是能否高质量地完成复杂曲面零件的加工。目前,五轴数控机床在国外已经得到了广泛应用，因为利用五坐标数控机床既可以保证刀具的切削精度，又因为其旋转轴可以调整刀轴角度，从而避免全局干涉或过切的情况发生。因此，五坐标机床无论在加工效率还是质量上都有大幅度的提高，为叶轮的生产提供了可靠的保障。

    整体叶轮加工的难度主要来源于叶片扭曲的曲面。曲面根据其形成的机理可以分为直纹曲面以及非直纹曲面。而直纹面又可以被分为可展直纹面和非可展直纹面。如果是可展直纹面，完全可以使用普通机床来加工；而非可展直纹面以及自由曲面叶片的整体叶轮，必须用五轴或者四轴的数控机床才能加工。

    由于实际加工中叶轮曲面大多为非可展直纹面，众多国外企业大多采用四轴侧铣来加工曲面为非可展直纹面的整体叶轮。美国NREC公司在其产品介绍中讲述了该公司研发的软件MAX-5具备自动生成叶轮的四轴侧铣数控代码的功能。而且，软件为各种不同形式的叶轮定制了刀具路径模板，可以高效率地生成刀具轨迹，只需由使用者根据具体条件作局部调整，这样一来可以很大程度上缩短编程时间，提高整体叶轮生产的效率。但是，这种软件一般不会提供加工工艺方面的信息，只提供了刀具、转速、切削用量等简单的参数需要人工设定，所以对需要深入了解叶轮加工的生产企业来说起不到很大的借鉴作用。

    邻国俄罗斯在叶轮加工中也取得了长足进步，他们在叶轮的编程及加工中已大范围采用侧铣法，所以复杂的叶轮在俄罗斯几十个小时即可加工完毕，而非重要场合的铝制叶轮甚至几十分钟即可完成加工，生产效率极高。而且利用侧铣法加工可以避免刀具与工件保持点接触的状况，有利于减少刀具磨损，提高使用寿命，因而降低生产成本，同时叶轮表面粗糙度也得到提升。

  国内整体叶轮制造的现状与发展趋势

从七十年代开始，我国的一些大型制造厂就开始用数控机床来加工整体叶轮。目前，锻造毛坯后用多坐标NC加工成型的方法已被我国众多厂家使用，尤其是军工企业。如火箭发动机转子、飞机发动机涡轮等，多坐标数控机床加工已成常规加工方法。然而，国内加工用的机床基本上是从国外引进的先进的高效、高精度四、五轴联动数控机床，其引进价格高昂，一般用于重要叶轮的加工。