隨著全球汽車產(chǎn)量的增長和高性能、低能耗發(fā)動機(jī)需求量的增加,采用渦輪增壓器的發(fā)動機(jī)越來越多,葉輪的生產(chǎn)方式也在發(fā)生改變,用鑄造方法加工葉輪鋁殼體的傳統(tǒng)方式逐漸被銑削加工所取代。葉輪整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,葉片扭曲大,數(shù)控機(jī)床加工時很容易出現(xiàn)干涉碰撞,尤其采用環(huán)繞葉片進(jìn)給時,由于刀具要通過葉片流道,很容易與相鄰的葉片發(fā)生碰撞,特別是加工到葉片根部的時候。而閉式葉輪由于只能采取兩次裝夾分別加工的方式,其干涉碰撞情況反而不如開式整體葉輪嚴(yán)重。因此,在刀具軌跡計算中,刀桿矢量的生成其平滑處理是實(shí)現(xiàn)無干涉高的效率加工的關(guān)鍵和難點(diǎn)。欲了解渦輪增壓器的原理請參看渦輪增壓器的原理簡介。
五軸切削有著比傳統(tǒng)切削特殊的工藝要求,除了五軸切削機(jī)床和切削刀具,還需有合適的CAM編程軟件。一套優(yōu)良的五軸加工CAM編程系統(tǒng)應(yīng)具有很高的計算速度、較強(qiáng)的插補(bǔ)功能,全程自動過切檢查及處理能力,自動刀柄與夾具干涉檢查,進(jìn)給率優(yōu)化處理功能,刀具軌跡編輯優(yōu)化功能和加工殘余分析功能等。數(shù)控編程時首先要注意加工方法的安全性和有效性;其次要盡一切可能保證刀具軌跡光滑平穩(wěn),這會直接影響加工質(zhì)量和機(jī)床主軸等零件的使用壽命;第三要盡量使刀具載荷均勻,這會直接影響刀具的使用壽命。另外,整體葉輪葉片薄,扭曲大,發(fā)生加工干涉的概率很高,這是影響五軸編程質(zhì)量的主要因素。即使很好地解決了以上問題,還有一個重要問題就是要控制刀桿在運(yùn)動過程中的突然變化,因?yàn)榈稐U的突變會直接影響機(jī)床在加工過程中坐標(biāo)軸方向位移的突然加大,甚至超出機(jī)床的運(yùn)動限度。