摘要
整体式叶轮是发动机涡轮增压器中的重要零件，具有叶片间距小，叶片薄、曲面复杂等特点，加工质量直接影响到发动机的综合性能。因此，本文从振动特性，加工误差等方面开展对整体式叶轮的研究，对切削参数进行优化，对整体式叶轮制造商提升产品质量具有重要意义。 传统加工叶轮的方法是将叶轮轮毂与叶片分别加工，成形后再将两者焊接在一起。此方法虽然可以一定程度上保证尺寸精度与形状精度，但费时费力，且叶轮的工作性能很难保证。为提高加工质量和加工效率，本文采用五轴数控机床及CAM技术来满足这类薄壁复杂零件的技术加工要求。 本文首先对薄壁复杂零件的加工工艺分析，选择了合适的装夹方案，专用夹具，加工刀具等，设计了加工工艺路线并对其进行优化。接着对机床系统切削时自身固有频率引起的颤振进行分析，通过铣削力数学模型和稳定域算法，设计了在不同齿数和系统固有频率下的各项实验，得到切削稳定域叶瓣线图。接着分析了整体式叶轮在铣削过程中误差产生的因素，首先对加工系统几何误差进行有效控制，设计了零件变形的正交实验，主轴转速、进给量、切削深度，以最小的受力变形为目标得到最优的加工参数。对整体式叶轮进行了稳态分析，分析外界激励频率与其固有频率的大小关系。接着再根据整体式叶轮的结构，编制刀具轨迹，利用CAM模块中后置处理器得到数控程序，再通过虚拟机床仿真软件，进行下一步的仿真测试。 最后进行了叶轮的加工实验，对其尺寸及形位公差进行检验，验证了上述设计的加工工艺、数控程序和优化加工参数的正确性与可靠性。 通过对整体式叶轮的关键技术研究，解决了加工精度、效率，以及编程等技术难题，推动了薄壁复杂零件的技术进步。
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