过 载 处 理 是 一 项 重 要 工 艺 。 叶 轮 经 过 超 速 预 过 载 处
（） １ 叶轮 轮廓粗 车 削 。如 图 ７所 示 ， Ｂ Ｃ Ｄ、 Ａ、 、 、
Ｅ面均 为 可一 次装 卡加 工 。 因 此 Ａ、 Ｄ 面 均 可作 Ｂ、
理 ， 更容 易地 检测 出制造 过程 中产 生 的 内部 缺 陷 ， 可 使部 分材料 发 生应 变 强 化 。 同时 ， 速 处 理 可 在 叶 超
中图 分 类 号 ： Ｋ ３ ． ２ Ｔ Ｉ４ ５
文献 标 识 码 ： Ｂ
１ 叶轮 加 工 工 艺 流 程
整体 压气 机叶轮 是涡 轮增压 器最 关键 的零件 之
一
叶轮 粗开方 式选 择小切 深 、 快进 给 、 高转 速 的切 削方 式 ， 最 大 程 度 地发 挥 ＭＩ Ｒ Ｎ Ｕ Ｐ ０ 可 Ｋ Ｏ Ｃ ８ ０机 床 轻载 、 高速 的性能 。如 图 ２所 示 ， 采用 硬质合金 球 头
作 者 简 介 ：王
ｌ ６
森 （９ ３一） 男 ， 程 师 ， 科 。 １８ ， 工 本
王 森 ， 烨 李
整 体 压 气机 叶 轮 加 工 工 艺研 究
４ 加 工 动 平 衡 精 度 控 制
４． 加 工 难 点 １
叶轮动平 衡 的精度 是影 响增 压器 寿命 的重要 因
素， 动平 衡精 度要 求 越 高 ， 叶 轮 动平 衡 工 序 中 ， 在 去
（） ２ 叶轮轮 廓半 精 车 削 。此 工 序 轴 向定 位 基 准 为 ｃ面 ， 向定位 基准 为 Ｄ面 。 径
中不会失 效 ， 否则 会 由于 叶轮 与 超 速 工装 发 生 相 对
位 移 ， 成不 平衡 量 的突然增 大 而产生 振动 过载 ， 造 致
（） ３ 精铣 叶轮 叶型 。此 工 序轴 向定 位 基 准 为 ｃ 面 ， 向定 位基 准为 Ｄ面 。 径 （） ４ 叶轮轮 廓精 车 削 。此工 序 轴 向工 艺 基 准 为
定位 面 与工装 保持 良好 的定 位配合 。超速 工装 及装
Hale Waihona Puke 夹 方 式 如 图 ５所 示 。
通 过 采 用 以上 叶轮 加 工 工 艺 ， 径 ３ ０ ｍ 叶 直 ５ ｍ 轮成 品动 平衡 精 度 误 差 为 ： 小端 不 超 过 ０ ８ｇ ｍ ． ／ ｍ；
大端不 超过 １ｇ ｍ ／ ｍ。 由此 可 以看 出 ， 始终保 持 加工 基 准统 一是 保证 叶轮 最终 动平衡 精度 的关 键 。
为后 续加 工 的径 向工 艺 基 准 ， 、 ｃ Ｅ面可 作 为 后 续 加
工 的轴 向工艺 基准 。
轮 轮 毂 内部 形成 良好 的 预应 力 分 布 ， 在 叶 片 底部 并
形 成一 定 的压应 力 ， 最 大程 度 地 减 少 涡 轮增 压器 可 应 用过 程 中 的振 动 问题 ¨ 。
影响 。
通 过使 用 ＭＩ Ｒ Ｎ Ｕ Ｐ ０ Ｋ Ｏ Ｃ ８ ０五 轴 加工 中心 加工
直 径 ３ ０ｌ 的铝制 叶轮 ， 用 相对 大 切 深 、 ５ ｍ ｎ 采 慢进 给 的切削 方式 ， 单件 叶 轮加 工 时 间 减少 １ ５ｈ 叶 轮 叶 ． ， 型经 三坐标 测量 仪 检测 ， 与理 论 叶型 轮 廓 误差 不超
冷 热 工 艺
文 章编 号 ：０ ７６ ３ （ ｏ ２ ｏ －ｏ ６ｏ １ ０ －０ ４ ２ １ ） ３ｏ １ －２
机车车辆工艺 第 ３期 ２ １ ６月 ０２年
整 体 压 气机 叶 轮 加 工 工 艺 研 究
王 森 ， 李 烨
（ 车大连机 车研 究所 有限公 司， 宁 大连 １６ ２ ） 北 辽 ０ １ １
的。整体 压气 机 叶轮 的加工 工艺流 程如 图 １ 所示 。
图 １ 整体 压 气 机 叶 轮 加 工 工 艺 沉程
本 文分别就整体压气机叶轮加工工艺流程 中的叶 轮叶型铣削 、 叶轮超速预过载处 理 、 叶轮 动平衡 精度 的 控制 ３个难点进行论述 ， 给出相应 的解决方法 。
重 的重 量越 多 ， 图 ６所 示 。但 在 叶轮 的 准许 去 重 如 区域 内 的可去重 量 有 限 ， 此在 叶轮 加 工 过 程 中就 因
图 ４ 叶轮 精 加 工 刀 轨 示 意 图
刃铣 削加 工 。
２． 加 工 效 果 ３
需要考 虑 到加工 工艺 对叶轮 最终 成 品动平衡 精 度 的
铣 刀 ， 粗 开 槽 加 工 叶轮 的所 有 Ａ 区域 ， 加 工 Ｂ 先 再
，
其 叶片 的设 计 是通 过 大 量 的空 气 动 力学 和 流 体
力 学 计 算 并 充 分 考 虑 了 叶 片 的 强 度 和 振 动 而 进 行
区域 。此粗 开方 式 可 使零 件 加 工应 力均 匀 释 放 ， 减 少 零件变 形 、 少精 加工切 削量 、 减 提高 加工效 率 。
收 稿 日期 ：０ １—１ ２１ ０—２ ６
铣 削加 工 。 （ ） 片表面精 加工 刀具轨 迹 如图 ４所 示 。 ２叶 加 工转速 ： ０ ０ｒｍｉ； 工 刀 具 ： 质合 金 球 ５ ０ ／ ｎ 加 硬 头锥 度铣 刀 ； 工进 给 速 度 ： ｍｉ； 削 方式 ： 加 ２ｍ／ ｎ 切 侧
图 ２ 叶轮 叶 片 问 区 域 示 意 图
２ ２ 加 工 工 艺 ．
（ ） Ｂ区域粗 加工 刀具轨 迹如 图 ３所 示 。 １ Ａ、
２ 叶 轮 叶 型 铣 削
叶轮 叶型铣 削工 序是 整体压 气机 叶轮 加工工 艺
过程 中最 重要 的环节 ， 此工 序工艺 的合 理与 否 ， 接 直 影 响到整 个工 艺过 程 的 加工 效 率 和 成本 ， 以及 涡 轮
Ｅ面 ， 向工 艺 基 准 为 Ｂ 面 。 径
４ ３ 加 工 效 果 ．
使 超速 失败 。 目前 采 用 的定 位 方 式 为 ， 轮 内孔 与 叶 超 速工 装热 过盈 配合 ， 采用 合理 的压 紧扭矩 ， 证 当 保
叶 轮底部 和 内孔发 生 塑 性 变 形 时 ， 轮轴 向与 径 向 叶
增压 器最 终 的产 品性 能 。
以 ＭＩ Ｒ Ｎ Ｕ Ｐ ０ 五 轴 加 工 中 心 为 例 ， 述 Ｋ Ｏ Ｃ ８０ 论
某 型 叶轮在 此工 序 的数控 加 工工艺 。
２ １ 工 艺 及 参 数 选 择 ．
图 ３
叶 轮 粗 加 工 刀 轨 不 意 图
加 工转速 ：２０ ０ｒｍｉ； １ ０ ｎ 加工 刀具 ： ／ 硬质合 金 球
头 铣 刀 ； 工 进 给 速 度 ： ． ／ ｎ 切 削 方 式 ： 层 加 ３ ５ ｍ ｍｉ； 分
ＭＩＲ Ｎ Ｕ Ｐ０ Ｋ Ｏ Ｃ Ｓ０五轴加工中心机床主要参数为： 主轴转 速 ：００ ０ｒｍ ｎ 刀柄 ： Ｓ ６ ； ２ ０ ／ ｉ ； Ｈ Ｋ ３ 功率 ：０ ３ ｋ ； 矩 ：１Ｎ ・ 线 性轴 进给速 度 ：０ｍ ｍ ｎ Ｗ 扭 ９ ｍ； ２ ／ ｉ。
速 装 夹 方 式 、 理 的 工 艺路 线 编 排 ， 解 决 以 上 ３个 工序 中存 在 的 难 点 提 供 了一 套 行 之 有 效 的 工 合 为
艺 解决 方案 。 关 键 词 ： 气机 叶轮 ； 压 器 ； 轴 加 工 ； 速 预 过 载 处 理 ； 平衡 精 度 控 制 压 增 五 超 动
参考 文献 ：
［ ］ 荣仁． １吴 增压 器 叶 轮 超 速 自增 强 技 术 ［ ］ 化 工 机 械 ，０ ０ （ ） Ｊ． ２０ ３ ：
１ ９—１ １ ４ ５． ■
（ 辑： 编 匡 玲 ）
图 ５ 超速工装示意 图
１ ７
３ ２ 工 序 难 点 及 解 决 方 案 ．
在 超速 预过 载处 理过程 中 ， 由于 离 心 力 的作 用 ，
叶轮 内孔会 发 生较 大 的 塑 性 变形 。因 此 ， 轮 的超 叶 速 工装 必须 保证 与叶 轮 内孔 定位 在超 速 预过载 过程
图 ７ 叶 轮 外 形 不 意 图
过 ０ ０ ． ８ ｍｍ。
图 ６ 叶 轮 去 重 位 置 示 意 图
３ 叶 轮 超 速 预 过 载 处 理
３ １ 工 序 特 点 ．
‘ 加 工 工 艺
为保 证 叶轮 的最 终 动 平衡 精 度 ， 轮 的全 部 加 叶
工 工艺基 准必 须统 一 。
涡轮 增 压 器 生产 中 ， 关键 零 件 叶 轮 的超 速 预 其
摘 要 ： 章就 整体 压 气机 叶 轮 加 工 ２ 艺过 程 中的 五 轴 叶 型 铣 削 、 速 预 过 载 、 平 衡 精 度 控 制 ３ 文 ５ ． 超 动
个 工序 中存 在 的 工 艺 难 点 进 行 论 述 ， 过 采 用 与机 床 参 数 相 匹配 的数 控 程 序 刀轨 、 单 可 行 的超 通 简