葉片是汽輪機、航空航天發(fā)動機等的核心部件之一。葉片型面為空間曲面，形狀復(fù)雜，葉根圓角由多個變直徑的圓弧組成，有的葉身中部還帶有阻尼臺。國內(nèi)目前加工葉片主要采用以下設(shè)備和方法。
（1）三軸機床 用來加工形狀相對簡單的葉片，先銑削葉片一面，然后翻面裝夾，再銑削另一面。此方法往往需要多次的翻面，是一種低效率的加工方法，但是該方法應(yīng)用較早，積累了大量的經(jīng)驗，目前國內(nèi)還在用。
（2）配A 軸的四軸機床 無需手動翻面，效率有所提高。
（3）五軸聯(lián)動葉片加工中心 當葉片有阻尼臺或者加工兩端有干涉時，用五軸聯(lián)動葉片加工中心采用螺旋加工法來加工葉片，無論從加工質(zhì)量還是加工效率方面均有質(zhì)的飛躍。
目前，葉片的形狀越來越復(fù)雜，三軸、四軸聯(lián)動機床已難以加工，同時市場對葉片的需求量巨大，葉片加工能力嚴重不足。國外五軸聯(lián)動葉片加工中心，不但購買、維修價格昂貴而且購買受限。
五軸聯(lián)動葉片加工中心的發(fā)展現(xiàn)狀
五軸聯(lián)動葉片加工中心是專門用來加工汽輪機、航空航天發(fā)動機等葉片和其他窄長型具有空間復(fù)雜曲面零件的機床。該類型機床由X 、Y 、Z 、A 和B 軸組成，A 軸為葉片的回轉(zhuǎn)軸，B 軸為刀具擺動軸，3個直線軸X 、Y 、Z 的布置類似立式加工中心的布置形式，但相對立式加工中心Y 、Z 軸行程短一些，X 軸行程長一些，如果想滿足長葉片的加工，X 軸行程就需更長。
國內(nèi)五軸聯(lián)動葉片加工中心起步較晚，生產(chǎn)該類型機床的有北京機電院高科技股份有限公司、新瑞機床（集團）有限公司和四川長征機床集團有限公司等。目前，國內(nèi)的航空航天發(fā)動機廠、汽輪機廠以及葉片專業(yè)生產(chǎn)廠，使用的大多是進口五軸聯(lián)動葉片加工中心，葉片的精加工市場完全被國外機床廠家所壟斷。
國外生產(chǎn)五軸聯(lián)動葉片加工中心的廠家比較知名的有瑞士的斯達拉格—海科（StarragHeckert）、利吉特（L i e c h t i）、威力銘—馬黛爾（W i l l e m i nMacodel），意大利的法拉利（C.B.Ferrari），德國的哈繆爾（Hamuel）等。
五軸聯(lián)動葉片加工中心機床的結(jié)構(gòu)特點
如果以B 軸與刀具主軸的聯(lián)接形式來劃分，可把國內(nèi)外的五軸聯(lián)動葉片加工中心分為以下幾類： （1） 以Starrag Heckert為代表的B 軸回轉(zhuǎn)中心與刀具主軸的回轉(zhuǎn)中心成45° Starrag Heckert是專業(yè)生產(chǎn)五軸聯(lián)動葉片加工中心廠家中最知名的，其機床規(guī)格齊全，結(jié)構(gòu)特點鮮明（見圖1）：B 軸的回轉(zhuǎn)中心與刀具主軸成45°，同時刀具主軸的刀尖處在B 軸的回轉(zhuǎn)中心上。這樣可消除多余的X 、Z 軸插補運動，提高工件的表面加工質(zhì)量；同時，由切削力產(chǎn)生的扭矩也不會被傳輸?shù)?span>B 軸。直線軸X 、Z 通過工件移動來實現(xiàn)，直線軸Y通過刀具移動來實現(xiàn)。
（2） 以C.B.Ferrari、Liechti等為代表的B軸回轉(zhuǎn)中心與刀具主軸的回轉(zhuǎn)中心成90° B軸的回轉(zhuǎn)中心與刀具主軸的回轉(zhuǎn)中心成90°，可以有兩種方案：方案一，B軸回轉(zhuǎn)中心基本與刀具主軸的重心重合；方案二，B 軸回轉(zhuǎn)中心偏離刀具主軸重心，而與刀尖部位基本重合。
方案一的優(yōu)點是刀具主軸的重心基本在其擺動中心上，擺動時比較平衡，機械設(shè)計比較簡單；缺點是B軸每轉(zhuǎn)動一個角度，X 、Z 軸都要進行插補。理論上，插補是可以的，但實際上B 軸擺動角度必然會有誤差，相應(yīng)X 、Z 軸的插補也會有誤差。B 軸擺動角度的誤差越大，帶來刀尖位置的誤差越大，這就要求B 軸擺動的角度非常準確，給制造帶來一定困難。另外，在葉片加工中，B 軸擺動頻繁，X 、Z 軸的插補運動也是隨時在進行的，相對于方案二，這些是多余的運動。
方案二的優(yōu)點顯而易見，由于刀尖位置基本在B 軸回轉(zhuǎn)中心上，或者離其很近，B 軸擺動時刀尖位置基本不變，或者需要插補，插補的量也非常小。這樣，即使B 軸擺動角度有些誤差，也不會影響刀尖的位置，或影響非常小。這無疑可以提高加工精度，降低對B 軸的要求，同時避免了X 、Z 軸頻繁的插補運動。但是由于刀具主軸的重心偏離B 軸擺動中心較大，在B 軸擺動時帶來偏心力矩的影響。當然，可以將刀具主軸擺動所產(chǎn)生的偏心力矩平衡掉，這給機械設(shè)計也帶來一些麻煩。
C.B.Ferrari在專業(yè)生產(chǎn)葉片加工機床的廠家中也是非常知名的。其機床規(guī)格齊全，長、短葉片均可加工，刀具通過立柱、滑板等部件實現(xiàn)X、Y、Z軸運動（見圖2）。
Liechti的五軸聯(lián)動葉片加工中心主要是加工長葉片的機床。其X L系列機床具有用弧形導(dǎo)軌引導(dǎo)的平衡刀具主軸擺動所產(chǎn)生的偏心力矩機構(gòu)，刀具通過立柱、滑板等部件實現(xiàn)X 、Y 、Z 軸運動，立柱與水平面成20°傾角，有利于排屑和切削液的回收（見圖3）。
Willemin Macodel的五軸聯(lián)動葉片加工中心屬于小規(guī)格的機床。其床身為“山”形；B 軸軸線偏離刀具主軸中心，而與刀尖部位基本重合；刀具通過立柱、滑板等部件實現(xiàn)X 、Y 、Z 軸運動，其刀具主軸沒有平衡機構(gòu)（見圖4）。
北京機電院高科技股份有限公司是國內(nèi)第一家成功研制五軸聯(lián)動葉片加工中心的廠家，其X K H系列機床是刀具通過立柱、滑板等部件實現(xiàn)X 、Z 軸運動，工件實現(xiàn)Y 軸運動；B 軸軸線偏離刀具主軸中心，而與刀尖部位基本重合（見圖5 ） ；A 、B 軸可以采用力矩電動機驅(qū)動，也可以選配機械結(jié)構(gòu)驅(qū)動。
新瑞機床（集團）有限公司的V5X1800機床的滑板與水平面成15°，刀具通過立柱、滑板等部件實現(xiàn)X 、Y 、Z 軸運動，A 軸、副A 軸采用力矩電動機同步驅(qū)動，B 軸采用機械結(jié)構(gòu)，具有用弧形導(dǎo)軌引導(dǎo)的平衡刀具主軸擺動所產(chǎn)生的偏心力矩機構(gòu)（見圖6）
（3）以H a m u e l、AgieCharmilles等為代表的其他結(jié)構(gòu) Hamuel公司的H S T M系列五軸聯(lián)動葉片加工中心采用45°斜床身，Y 、Z 軸運動通過刀具實現(xiàn)，X 軸運動通過工件實現(xiàn)，B 軸為“U”形結(jié)構(gòu)（見圖7）。
（4）以Starrag Heckert、Liechti和WilleminMacodel等為代表的多主軸葉片加工中心 多主軸葉片加工中心可以一次同時加工多個葉片，在機床成本、占地面積等因素增加有限的條件下提高加工效率。
Starrag Heckert的NX系列是多主軸的五軸聯(lián)動葉片加工中心，一次可以同時加工4個葉片，生產(chǎn)效率大幅提高（見圖8）
Liechti公司有帶雙A 軸、雙刀具主軸結(jié)構(gòu)的五軸聯(lián)動葉片加工中心g-mill 550 twin，一次可以同時加工２個葉片（見圖9）。
Willemin Macodel的W-408TB、W-508TB屬于小規(guī)格的葉片加工中心，最大加工長度僅為262m m ，刀具主軸轉(zhuǎn)速30 000r/m i n，采用雙刀具主軸結(jié)構(gòu)（見圖10）。
（5）以瑞典Neos Robotics、哈量集團為代表的并聯(lián)葉片加工中心 Neos Robotics公司以其并聯(lián)機床而知名，其公司的Tricept型、Exechon型并聯(lián)機床占有70%以上相關(guān)市場。在航空領(lǐng)域的葉片加工中有較廣泛應(yīng)用。國內(nèi)的哈量集團已開發(fā)出了L I N K S-H L5001A、L I N K S-E X E700并聯(lián)機床用于葉片等具有復(fù)雜曲面零件的加工。
由于葉片質(zhì)量相對較輕，五軸聯(lián)動葉片加工中心還可以按工件和刀具主軸的運動方式的不同進行劃分。比如有的機床是刀具主軸通過立柱、滑板等部件實現(xiàn)X 、Y 、Z 軸運動；有的是刀具主軸實現(xiàn)X 、Z 軸運動，工件實現(xiàn)Y軸運動；還有的是刀具主軸只實現(xiàn)Y 軸運動，而工件實現(xiàn)X 、Z 軸運動。
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