1.1.2 课题意义
叶轮类零件是一类具有代表性且造型比较规范的、典型的通道类复杂零件，它在能源动力、航空航天、石油化工、冶金等行业中均有广泛应用，如航空发动机上的整体叶轮、坦克发动机增压器叶轮、水泵及压缩机叶轮等。这类零件的设计涉及到空气动力学、流体力学等多个学科，曲面加工手段、加工精度和加工表面质量对其性能参数都有很大影响。传统的叶轮生产一般采用铸造成型后修光的方法，但是随着设计理论的发展，叶轮类零件工作面形状日趋复杂，模具制造的难度比较大，工艺过程复杂，制造成本高，叶片精度难以保证，而且叶片的表面光洁度差，容易造成应力集中，产生气蚀，叶轮的动平衡性能差。
叶轮由于特殊的用途通常选用弹性模量较大、机械性能较好的合金材料，材料的加工性能特殊。叶轮叶片薄，但悬壁长度相对较长，同时由于复杂的空间几何形状，其加工需使用细长刀具和多轴联动机床。所以，叶轮从产品设计、加工制造到文修长期以来一直是困扰广大科技人员的技术难题，叶轮的加工技术一直受到国外的严密封锁。
在编程方面，叶轮五坐标加工专用软件主要有美国NREC公司的MAX-5，MAXA-B叶轮加工专用软件，瑞士STARRAG数控机床所带的叶轮加工模块，还有HYPERMILL等专用的叶轮加工软件。此外，一些通用的软件如：UG、CATIA、PRO/E等也可用于叶轮的加工。目前，国内大多数生产叶轮的厂家，多采用国外引进的CAD/CAM软件，如EUCLID、IDEAS、UG等。利用这些软件，在输入叶轮有关参数时，可以生产要加工的叶轮的数控加工程序。
总体上我国叶轮加工领域的研究与应用同发达国家相比还有很大差距，很多企业的软、硬件都依靠进口，但国外这类软件价格昂贵，国内大多数厂家难以承受，同时这类软件一般采用封装技术，难以取得其核心技术本文来自辣~文)论'文`网，毕业论文 www.751com.cn 加7位QQ324~9114找原文，一旦产品型号改变，则很难编制相应数控程序。自主版权的软件在生产中未见推广应用，在窄槽道、小轮毂比等高性能叶轮制造技术方面尚未过关，因此研究高性能叶轮的加工技术势在必行。
1.2 五轴联动高速加工技术
1.2.1 五轴联动数控机床
数控机床是科学技术的载体，它集计算机技术，网络技术，自动控制技术，自动检测技术和精密制造技术于一体，是各种精密机械部件，数控系统，伺服系统，可编程控制器等其他系统的几何。我们将可以同时参与查补的数控轴移动成为联动。联动轴数的多少通常用来衡量数控机床对曲面加工的能力。五轴联动数控机床适合多面体和带曲面的零件加工。高档的五轴联动数控一般由三个直线（X,Y,Z）轴和绕三个直线旋转的坐标轴(对应A,B,C)中的两个回转轴构成。五轴联动数控机床的结构有很多种。但按旋转轴的分布可以归于3种基本形式：双轴摆动铣头，双轴转台和单轴摆动铣头+单轴单轴转台等。这样五轴联动形式布局可分为三种：直线轴+双轴摆动铣头联动，三个直线轴+双轴转台联动和三个直线轴+单轴摆动铣头+单轴转台联动。
（1） 双轴摆动铣头
在轴前端是一个回转头，能环绕Z轴旋转，成为C轴，回转头上还有带可定义环绕X轴旋转的A轴或环绕Y轴旋转的B轴，旋转范围可达正负100°。这种结构类型就是两个回转轴都作用于刀具上，这种结构方式的特点是主轴加工非常灵活，工作太也可以设计得非常大，科技庞大的机身，巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。
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