葉片作為實現（xiàn）航空發動機性能的關鍵零部件，具有薄壁異形結構複雜、材料難加工、加工精度與表麵質量要求高等典型特點，如何實（shí）現葉片的精密高效加工是目前航空發動機製造（zào）領域（yù）的重大挑戰。通過對（duì）影響葉片加工精度關鍵因素的分（fèn）析，全麵總結了葉片精密加工工藝及裝備的研究現狀，並對航空發動機葉片加工技術的發展趨勢做了展望。
1
序言
在航空航天產業（yè）中（zhōng），輕質高強的薄壁零件（jiàn）被廣泛（fàn）地使用（yòng），是實現航空發動機等重要（yào）裝備性能的關鍵零部件[1]。例如，大涵道（dào）比航空發動機的鈦合金風扇（shàn）葉（yè）片（piàn）（見圖（tú）1）長度可達到1m，具有複雜的（de）葉身型麵和阻尼台結構，而最薄部位的厚度（dù）僅有（yǒu）1.2mm，屬（shǔ）於典型的大尺寸薄壁異形零件[2]。葉片作為典型的（de）薄壁異形弱剛性零（líng）件，在加工過程中容易出現加工變（biàn）形和（hé）振顫（chàn）問題[3]，這些問題嚴重影響葉片的加工精（jīng）度和表麵質量。
圖片
發動機的性能很大程度上取決於（yú）葉片的製造水平，發動機運行過（guò）程中葉片需要在高溫高壓等（děng）極端運行環境下穩定（dìng）工作，這要求葉片材（cái）料必須具備良好的強度、疲勞抗力以及耐高溫腐蝕能力，並保證組織穩定性[2]。通常，航空發動機葉片會使用鈦合金或者高溫合（hé）金材料。但是，鈦合金與高（gāo）溫合金的切削加工性差（chà），切削（xuē）過程中切（qiē）削力大、刀具磨損快，隨著刀具磨（mó）損程度加劇（jù），切削（xuē）力會進一步增大（dà），導致加工變形和振動更加嚴重，造成零件加工的尺寸精度低、表麵質量差。為滿足極端工況下發動機的服役性能（néng）要求，葉（yè）片的加工精度和表麵質量要求極高。以國產某型大涵道比渦扇發動機使用的鈦合金風扇葉片（piàn）為（wéi）例，葉（yè）片總長度達到681mm，而厚度則＜6mm，型麵輪廓度要求（qiú）－0.12～+0.03mm，進排氣邊尺寸精度要求－0.05～+0.06mm，葉身截麵扭轉（zhuǎn）誤差±10′以內，表麵粗糙度值R a優於0.4μm。這通常需要在五軸數控機床上進行精密加工。然而，由於葉片自身剛性弱、結（jié）構（gòu）複雜而且（qiě）材料難加工（gōng），為了保證加工的精度與質（zhì）量，工藝人員（yuán）不得不在加工過程中對切削參（cān）數（shù）進行多次調整，這嚴重限製了數控加工中心的（de）性能發揮，造成了巨大的效率浪費[4]。因此，在數控加工技術快速（sù）發展的（de）今天，如何實現薄壁零件加工變形控製和（hé）振動抑製，充分發揮數控加工中心（xīn）的加工能力，已成為先進製造企業的（de）迫切需求。
對薄（báo）壁弱剛性零（líng）件變形控製技術的研究從很早就引起了工（gōng）程師和研（yán）究者的關注。在早期的生產實踐中（zhōng），人們常用在（zài）薄壁（bì）結構兩側進行交替銑削的（de）水線策略[5]，這在一定程度上可以簡便地減弱變形和振動對尺寸精度帶來的不良影響（xiǎng）。此外，還有通過設置加強筋等預製犧牲結構的（de）方式來提高加工剛度[6]。
本文將首先對葉（yè）片常用難加工材料的切（qiē）削技術發展進行簡（jiǎn）述；其次（cì），全麵（miàn）總結國內外航空發動機葉片精（jīng）密（mì）加工工藝以及數控智能工藝裝備的相關研究成果；最後，對航空發動（dòng）機（jī）葉片加工技術的發展趨勢做展望。
2
難（nán）加（jiā）工材料切（qiē）削技術
為了滿足在高溫高壓環境下的穩定服役要求，航空發動機葉片常用材料為鈦合（hé）金或高溫合金，近年來，鈦鋁金屬間（jiān）化合物也成為一種極有應用潛力的葉片材料。鈦合金具有導熱性（xìng）低、塑性低（dī）、彈性（xìng）模量低以及親合力強等特點，使其切（qiē）削過（guò）程中出現切削力大、切削溫（wēn）度高、加工硬化（huà）嚴重和刀具磨損大等問題，是典型的難加工材料（微觀組織形貌見圖2a）[7]。高溫合金的主要特點是塑性及強度高，導（dǎo）熱性差，並且內部含有大（dà）量（liàng）致密的固溶體[8]。在切削過程中塑性變形使得晶格（gé）嚴重扭曲，變形抗力大，導（dǎo）致切削力大並伴隨嚴（yán）重的冷硬現象，也是典型的難（nán）加工材料（微（wēi）觀組織形貌見圖2b）。因此，研發鈦（tài）合金（jīn）與高溫合金等難加工材料的高效精密切削技術至關（guān）重要。為了實現難加工材料的高效精密加工（gōng），國內外學者從創新切削加工方法、優選加工刀具材（cái）料以及優化切削參數等方向進（jìn）行深入研究。
2.1 切削加工方法創新
在切削加工方法的創新（xīn）研發方麵，學者們通過引入激光加熱、低溫冷卻等輔助手段，改善材料的可加工性，實現（xiàn）高效切削（xuē）加工（gōng）。激光加熱輔助加工[9]（見圖3a）的工作（zuò）原理是將（jiāng）高功率（lǜ）激光（guāng）束聚焦到切削刃前的工件（jiàn）表麵，通過光束局部（bù）加熱的方式軟化材料，降低材料的屈服強度（dù），從而降低切削力和減小（xiǎo）刀（dāo）具磨損，提升切削加工的質量和效率。
圖片
低溫（wēn）冷卻（què）輔助（zhù）加工[10]（見圖3b）則是使用液氮、高壓二氧化碳（tàn）氣體等冷卻介質噴塗到切削部位，對切削加工過程進行冷卻，避免因為材料導熱性能差引起的局部切削溫度（dù）過高問題（tí），還使得（dé）工件局部冷脆，增強斷屑（xiè）效果。英國的（de）Nuclear AMRC公司成功（gōng）使用高壓（yā）二氧化碳（tàn）氣體對鈦合金的加工過程進行冷卻，與幹切削狀態對比分析表明，低溫冷（lěng）卻輔（fǔ）助加工不僅能夠降低切削力，提高切削（xuē）加工表麵的質量，還能有效減小刀具磨損，增長刀具的使用壽命（mìng）。此外，超聲振動輔助加工[11，12]（見圖3c）也是（shì）難（nán）加工材（cái）料高（gāo）效切削加工的有效方法。通過在刀具（jù）上施加高頻、微小幅度的振動，實現加工過程中刀具與工件之間發生間斷性分離，改變了材（cái）料去除機理，增強了動態切削的穩定性（xìng），有效避免刀具與已加工表麵間的摩擦，降（jiàng）低切削溫度（dù）和切削力，降低表麵粗糙度值，減小刀具磨損，其優良的工藝效果已經得到廣泛的（de）關注。
圖片
2.2 刀具材料的選用
對於鈦合金等難加（jiā）工材料，優選刀具材（cái）料可以有效（xiào）改善切削加（jiā）工效果[8，13]。研究表明，對於（yú）鈦合金加工，根（gēn）據加工速度可以選擇不同刀具進行加工（gōng），低速切削（xuē）采用高（gāo）鈷高速鋼加工，中速切削采用帶有三氧化二鋁塗層的硬質合金（jīn）刀具，高速切削采用立方氮化硼（CBN）刀具；對於高溫合金加工，應選用（yòng）硬度高、耐磨性好的高釩高速（sù）鋼或YG硬質合金刀具進行加工。
2.3 優選切（qiē）削參（cān）數
切削（xuē）參數同樣是影響加工效果的重要因（yīn）素，對應材料使用合適（shì）的切削參數加工能夠（gòu）有效提高加工質量與效率。以切削速度（dù）參數為例，切削速度低容易在材（cái）料表麵形成積屑瘤區，降低表麵加工精度；切削速度高容易發生熱量積聚，引起工件和刀具的燒傷。對此，哈爾濱理工大學翟元盛教授團（tuán）隊（duì）分析常用難加工材料的機械物理性質，通過正交加（jiā）工試驗總結出難加工材料切削速度推薦表[14]（見表1），使用表中推薦的刀具和切削速度進行加工能夠有效減小加工缺陷與刀具磨（mó）損，提高加工（gōng）質量。
圖片
3
葉片複雜曲麵的精密數控加工工（gōng）藝
近年來，隨著航空產業快速發展，市場需求（qiú）攀（pān）升，使得薄壁葉片的高效精密（mì）加工要求日益提高，對更（gèng）高精（jīng）度的變（biàn）形控製技術的需求更（gèng）加迫切（qiē）。在智能製造技術（shù）背景下，結合現代電子信息（xī）技術來實現航空發動機葉片（piàn）加工變形和振動的智能控（kòng）製，是許多研究人員（yuán）的關注熱（rè）點。將智能數控係統引入葉片複雜曲麵的精密加工工藝，基於智能數控係統對加工過程的誤差（chà）進行主動補償，可有（yǒu）效抑製變形與振動。
對於加工過程中（zhōng）的主動誤差補償，為了實現刀（dāo）具（jù）路徑等加工參數（shù）的優化調控，需要首先得到工藝參數對加工變形和振動（dòng）的影響關係（xì）。常（cháng）用的手段有兩種：一是（shì）通（tōng）過在機測（cè）量及（jí）誤差分析對每次走刀的（de）結果進行分（fèn）析和推理[15]；二是（shì）通過動力學分析[16]、有限元建（jiàn）模[17]、試驗[18]和神經網絡（luò）[19]等方法建立加工變形和振動的預測模型（見圖4）。
圖（tú）片
基（jī）於上述（shù）的預測模型或在機測量技（jì）術，人們能夠對加工參數進行優化甚至是實時調控。主流（liú）的方向是通過刀具路徑的重新規劃來對變形和（hé）振動造成的誤差進（jìn）行補償。這一方向常用的方法是“鏡（jìng）像補償法”[20]（見圖5），該方法（fǎ）通過對名義刀具軌跡進行修正，補償單次切削的變形量。但是單次補償會產生新（xīn）的加工變形，因此需要通過多次補償（cháng）在切削力（lì）和加工變形之間建立迭（dié）代關係，逐次修正變形量。除了基於刀具路徑規劃進（jìn）行主動（dòng）誤差補償的（de）方法（fǎ）之外，許多學者也在研究通過優化（huà）調控切削參數、刀具參數等方式來控製變形和振動。對於某（mǒu）型號航空發動機葉片的（de）切削加工（gōng），改變加工參（cān）數進行多輪正交試驗，基於試驗數據分析各切削參（cān）數、刀具參數對葉（yè）片加工變形、振動響應的影響規（guī）律[21-23]，建立經驗預測模型，從而優選加工參數，有效減小
加工（gōng）變形、抑製切削（xuē）振顫。
圖片
基（jī）於上述模型與方法，許多企業研發（fā）或改（gǎi）進了數控（kòng）加工中心的數控係統，實現薄壁零件加工（gōng）參數的實（shí）時自適應調控。以色列OMAT公司的（de）優銑係（xì）統[24]是這一領域的典型（xíng）代表，主要是通過自適（shì）應技術調整進給速度，達到恒力（lì）銑（xǐ）削的目的，實現複雜產品高效率高質量加工。此外（wài），北京精雕通（tōng）過在機測量自適應補償完成蛋殼表麵圖（tú）案（àn）雕刻的經典技術案例也（yě）應用了（le）類似的技術[25]。美國G E公司的THERRIEN[26]提出了加工過程中數控加工代碼實時修正方法（fǎ），為（wéi）複雜薄壁葉片的自適應加工和實時調控提供了基礎技（jì）術手段。歐盟航空發動機渦輪部件自（zì）動化修複係統（AROSATEC）在葉片進（jìn）行增材修複後實現（xiàn）自適應精（jīng）密（mì）銑削加工，已應用於德國MTU公司及愛爾蘭SIFCO公司的葉片修（xiū）複生產（chǎn）[27]。
4
基於智能工藝裝備的加工剛度提升
使用智（zhì）能化工藝（yì）裝備提高工藝係統剛度、改善（shàn）阻尼（ní）特性，同樣（yàng）是抑製（zhì）薄壁葉片加（jiā）工（gōng）變形振動以及提高（gāo）加工精度、改善表麵質量的有（yǒu）效方法。近幾年，在航空發動機各類葉片的加（jiā）工工藝中，大量不同的工藝裝備得到應用[28]。由於航空發（fā）動機葉片普遍具有薄壁異形的結構特征，裝夾定位區域小，加工剛度低，在切削載荷（hé）作用下會出現局部變形，因（yīn）此，葉（yè）片加工工藝裝備通常在滿足六點定位原理的基礎上對工件施加輔助支撐[29]，以優化工藝係統剛性、抑（yì）製加工（gōng）變形（xíng）。薄壁異形（xíng）曲麵對（duì）工裝的定位與裝夾提出了兩點要求：一是工裝的夾（jiá）緊力或（huò）接觸力應（yīng）在（zài）曲麵上盡（jìn）可能均勻分（fèn）布，以避免工件在夾緊力作用下出現嚴重局部變形；二是工裝的定位、夾緊和輔助支撐元件需要較好地配合工件的複雜曲（qǔ）麵，以在（zài）每個接觸部位產生均勻的麵接觸力。針對這兩點要求，學（xué）者提出了柔性工裝（zhuāng）係統。柔（róu）性（xìng）工裝係（xì）統可以分為相變柔性工裝和（hé）自適應柔性工裝。相變（biàn）柔性工裝利用流體相變前後的剛度和阻尼變化：處於液態相或（huò）流動（dòng）相的流體剛度和阻尼較低，可以在低壓作（zuò）用下適應工件的複雜曲麵，之後利用電/磁/熱等外界作用使流體轉變（biàn）為固（gù）態相或固結，剛度和阻尼（ní）大幅提高（gāo），從（cóng）而（ér）為工件提供均勻（yún）柔順的支撐，起到抑製變形和振（zhèn）動的作用。
航（háng）空發動機葉片（piàn）傳統加工工藝中的工藝裝（zhuāng）備是使用低熔點合金等相變材（cái）料進行填充輔（fǔ）助（zhù）支撐，即對工件毛坯進行六（liù）點定位夾持後，將工（gōng）件的定位基準通過低熔點合金澆注成為一個澆注塊，對工件進（jìn）行輔助支撐，並且把複雜的點定位（wèi）轉換成規則的麵（miàn）定位，進而進行待加工部位的精密加工（見圖6）。這種工藝方法存在明顯的（de）缺陷：定（dìng）位（wèi）基準轉換導（dǎo）致定位精度下降；生產準備複雜、低熔點合金的澆注和融化也帶來了工件表麵的殘留和清理問題（tí），同時澆注和融化的工（gōng）況也比較惡劣[30]。為了解決上述工藝缺陷，常用的方法是引（yǐn）入一種多（duō）點支撐結構與相（xiàng）變材料相結合（hé）[31]，支撐（chēng）結構上端與工件接觸進行定位，下端浸入（rù）低熔點合金腔室中，基於低熔點合（hé）金的相變特性（xìng）實現柔性輔助（zhù）支撐。雖然引（yǐn）入支撐（chēng）結構能夠避免低熔點合金接（jiē）觸葉（yè）片產（chǎn）生的（de）表麵缺陷，但是受（shòu）到（dào）相變材料的（de）性能限製，相變柔性工（gōng）裝無法同時滿足高剛度和高響應（yīng）速度兩（liǎng）大需求（qiú），難以應用（yòng）於高效（xiào）率自動化生產當中。
為了解決相變柔性工裝存在的弊端，眾（zhòng）多學者將自適應理念融入柔性工裝的研發設計中。自適應柔性工裝能夠通過機電係統來自適應匹配複雜葉身形（xíng）狀和可能存在的形狀（zhuàng）誤（wù）差。為保證接觸力（lì）在整個葉身均勻分布，工裝通常使用多點輔助支撐形成支撐矩陣。清華大學（xué）王輝（huī）團（tuán）隊提（tí）出了一種適用於近（jìn）淨（jìng）成形葉片（piàn）加工的多（duō）點柔性（xìng）輔助支撐工藝裝備[32，33]（見圖7）。該工裝采用多（duō）個柔性材料夾緊元件對近淨成形葉片的葉（yè）身曲麵進行輔助支撐，提高了每個（gè）接觸區域的接觸麵積，保證夾緊力在每個接觸部位以及整（zhěng）個葉身上的均勻分布，從而提高工藝係統剛度，有效地防止葉片的局部變形。該（gāi）工裝具有多個被動自由（yóu）度，在避免過定位（wèi）的同（tóng）時能夠自適應匹配葉身形狀及其誤差。
除了通過（guò）柔性材料實現自適應支撐外，電磁感應原理也應用於自適應柔性工裝的研（yán）發（fā）。北京航（háng）空航天大學楊毅青團隊發明了一種（zhǒng）基於電（diàn）磁感應原理的輔助支撐裝（zhuāng）置[34]。該工裝（zhuāng）使用由電（diàn）磁（cí）信號激勵的柔性輔助支撐，能（néng）夠改變工藝係統阻尼特性。在裝夾過程中，輔助支撐在永磁鐵作用下自適應（yīng）匹配工件形狀。在加工過程中，工件產（chǎn）生的振動會傳遞到（dào）輔助支撐上，根據電磁（cí）感應原理激發（fā）反向電磁（cí）力，實（shí）現對薄壁工件加工（gōng）振動的（de）抑製。
圖片
目前在工藝裝備設計過程中，普遍使用有限元分析、遺傳算法等手（shǒu）段來優化多點（diǎn）輔助支（zhī）撐的布局[35]，但是優化的結（jié）果通常隻能保證在一點上的加工（gōng）變形量（liàng）達到最小，而（ér）並不能保證在其他加工部位也能起到同等的抑製變形效果。在葉片加工過程中，通常在同（tóng）一機床上對工件進行一係列的走刀加工，但加工不同部位的裝夾需求是不（bú）同的，甚（shèn）至可（kě）能是（shì）時變的。對於靜態（tài）多點支撐方法，如果通過增加輔助支撐的數量來提高工藝（yì）係統剛度，一方麵會增大工裝的質量和體積，另一方麵也壓縮了（le）刀具的運動空間。而如果（guǒ）在加工不同（tóng）部位時重新設置輔助支撐的位置，則必然會中斷加工過程，降低（dī）加工效率。因此，根據加（jiā）工過程自動在線調節支撐布局和支撐力的隨動工（gōng）藝裝備[36-38]被提出。隨動工藝裝備（見圖8）能夠在任一加工工序開始前，基（jī）於時變切削過（guò）程的刀具軌跡與工況轉變，通（tōng）過刀具與工裝的協同配合實現動態支撐：先將輔助支（zhī）撐移（yí）動到有助於抑製當前加工變形的位置，使工件的加工區域（yù）受到積極支撐，而工件其他部位在盡（jìn）可能少的接觸下保持定（dìng）位不變，從而匹（pǐ）配加工過程中時變的裝夾需求。
圖片（piàn）
為了進一步提升工藝裝備的（de）自（zì）適應動態支撐能力，匹配加工過程中更複雜的裝夾需求，提高葉片加工生產（chǎn）的質量和效率，將隨動輔助支（zhī）撐拓展為多個動態輔助支（zhī）撐形成的群，要求各個（gè）動態輔助支撐協調行動，根據製造過程的時變要求，自動快速重構支（zhī）撐群與工件的接觸，並且重（chóng）構過程不幹擾整個工件的定位、不引起局部位移或振動，基於這一概（gài）念的工藝裝備稱為自重構群夾具[39]，具有靈活性、可重構性和自（zì）主性的（de）優（yōu）點。
自重（chóng）構群夾具能夠根據製造過程的需求將多（duō）個輔助支撐分配（pèi）到待支撐（chēng）表麵的不同位置，能夠（gòu）適應較大麵積的複雜形狀工件，在保證足夠剛度的同（tóng）時（shí）消除冗（rǒng）餘支撐。夾具的工作（zuò）方法是控製（zhì）器按照編定的（de）程序發送指令（lìng），移動基座按照指（zhǐ）令將支撐元件帶到目標位置，支撐元件自適應工件局部幾何（hé）形狀實現（xiàn）順應支撐。單（dān）個支撐元件與（yǔ）工件局部的接觸區域的動力（lì）學特性（剛度和阻尼）可通（tōng）過改變支撐元件的參數進行（háng）控製（例如，對液（yè）壓支撐元件通（tōng）常可改變輸入的液壓力從而（ér）改變接觸特性（xìng））。工藝係統的動（dòng）力學特性由多個支（zhī）撐元件與工件的接觸區域的動力學特性耦合而成，與每個支撐元（yuán）件的參數、支撐元件群的布局有關。
對於自重構群（qún）夾具的多（duō）點支撐（chēng）重構的方案設計（jì）需要考慮以下三（sān）個問題：適應工件的幾何形狀、支（zhī）撐元件快速重新定位（wèi）、多點支撐協調配合[40]。因此，自重構群夾具在（zài）使用時，需要以工件形狀（zhuàng）、載（zǎi）荷特性及固有邊界條件（jiàn）為（wéi）輸入（rù），求解不同加工狀態下的多點支撐布局與支撐參數，規劃多點支撐移動路徑，將求解結果生成控製代碼，導入控製器。
目前，國內外學者（zhě）均在自重構群夾具方麵進行了一些研究與嚐試（shì）。國外方麵，歐盟項目SwarmItFIX開發了一種新的高度適（shì）應性自重構夾具係統[41]，該係（xì）統使用一組移動輔助支撐在工作台上（shàng）自（zì）由（yóu）移動並實（shí）時重新定位，以更好地支撐加工零件。SwarmItFIX係統的原型已在（zài）該項目（mù）中實現（見圖9a），並在（zài）一家意大利飛機（jī）製造商的（de）場地（dì）上進行了測試。國內則（zé）是有（yǒu）清華大學（xué）王輝團隊（duì）製作了一種可與機床協同控製（zhì）的（de）四點（diǎn）裝夾支撐工作台[42]（見圖9b），可以在渦輪葉片榫根的精加工（gōng）過程中對處於懸臂狀態的榫根進行支撐以及自動刀具避（bì）讓。在加工過程中，四點輔（fǔ）助支（zhī）撐與數控加（jiā）工中心協同配（pèi）合（hé），根據刀具運動位置重構四（sì）點接觸狀態，既避免了刀具與輔助（zhù）支撐相互幹涉，又保證了支撐效果。
5
未來發展（zhǎn）趨勢討（tǎo）論
5.1 新型材料
隨著航空發動機（jī）推重比設計要求的不斷提高（gāo），零件數量逐漸減少，零件的應力水平越來越高，傳（chuán）統的兩種主要高溫結構材料的使用性能已經到了其（qí）極（jí）限水平。近幾年，航（háng）空發動機葉片新型材料發展迅速，越來（lái）越多性（xìng）能優良（liáng）的材（cái）料被用來製作（zuò）薄壁葉（yè）片，其中γ-TiAl合金[43]具備比強（qiáng）度高、耐高溫和抗氧化性好等優良性能的同時，密度是3.9g/cm3，僅為高溫合（hé）金的（de）一半，未來作為700～800℃承溫區間的葉片很有潛力。盡管γ-TiAl合金具有（yǒu）優良的力學性能（néng），但（dàn）是（shì）其硬度大、熱（rè）導率低、斷裂韌度（dù）低以及脆性大等特征，導致γ-TiAl合（hé）金材料切削加工（gōng）表麵（miàn）完整性差，精度低（dī），嚴重影響零件（jiàn）的使用壽命，因此γ-TiAl合金的加工研究（jiū）具有重要（yào）的理論意義與價值，是當前葉片（piàn）加工技術的一個重要研究方向。
氧化性好等優良性（xìng）能的同時，密度是3.9g/cm3，僅為（wéi）高溫合金的一（yī）半（bàn），未來（lái）作為700～800℃承溫（wēn）區間的葉（yè）片很有潛力。盡管γ-TiAl合（hé）金具有優良的力學性（xìng）能，但是其硬度大、熱導率低、斷裂韌度（dù）低以及脆性大等特征，導致（zhì）γ-TiAl合金材料切削加工表麵（miàn）完（wán）整性（xìng）差，精度低，嚴重影響零件的使用壽命，因此γ-TiAl合金的加工研究具（jù）有重要的理論意義與價值，是當前葉片加工技術的一（yī）個重要研究方向。
5.2 時變自適應加工
航空發動機葉片曲麵複雜並且形狀（zhuàng）精度要求高，其（qí）精密（mì）加工目前（qián）主要采用基於路徑規劃、模型重（chóng）構的幾何自適應加工方法，該方法能有效減小定（dìng）位、裝夾等產生的誤差對葉片加工精度的影響。但是，由於模鍛葉片毛坯的餘量厚度不均勻，導致刀具在按照規劃路徑進行切（qiē）削加工的過程中，不同區域的切削深度不同，為切削加工帶來不確（què）定因素，影響加工穩定性。未來，在數控自適應加工過程中，應該更好地跟蹤實際加工的狀態變化[44]，從而顯著改進複雜曲麵的加工精度，形成基於實時反饋數據調整切削參數的時變調控自適應加工（gōng）方法。
5.3 智能化工藝裝備
葉片（piàn）作為發動機中數量最大的一（yī）類（lèi）零件，其製（zhì）造效率（lǜ）直接（jiē）影響發動（dòng）機整體的（de）製造效率，而葉片的製造品質直接影響發動機的性能與壽（shòu）命。因此，葉片智能化精密加工已成為當今世（shì）界發動機葉片製造的（de）發展方向。機床與工藝裝備的研發是實現葉（yè）片加工智能化的關（guān）鍵。隨著數控技術的發（fā）展，機床的智能化水平迅速提高，加工生產能力大幅（fú）增強。因此（cǐ），智（zhì）能工藝（yì）裝備的研發創新是薄壁葉片（piàn）高效精密加（jiā）工的重要發展方向。高度智能化的數控機床與工藝裝備結合，形成（chéng）葉片智能化加（jiā）工係（xì）統（見圖10），實現薄壁葉片（piàn）的高（gāo）精度、高效率和自適（shì）應數控加工。
圖片
6
結束語
葉片是航空發動機製造領域長（zhǎng）期的（de）重大需求，是航空發動機製造（zào）的難點之（zhī）一（yī），也是一個國家先進製（zhì）造技（jì）術發展（zhǎn）水平的（de）重要體現。為實現葉片的高效率高質量加（jiā）工（gōng），眾多學者在精密加工工藝創新和智能工藝裝備研發（fā）等方麵開展研究，取得了（le）突破性進展。未來，以時變調控為核心的自適應加工工藝與智能化數控工藝裝備是航空發動機（jī）葉片精密加（jiā）工的重要研究方向。應圍繞國家航空發動機先進製造重大戰略需求，深入探究葉片加工工藝的（de）基礎理論和關鍵技術，促進我國航空發動（dòng）機葉（yè）片先進加（jiā）工技術的（de）跨（kuà）越發展。
編輯：能看正能量的短视频app精密加工http://www.dxqiumoji.com/
原文來源：
王輝1，鄭洋2，吳動波2
1. 北京航空航天大學航空發動機研究院
2. 清華大學機械（xiè）工程（chéng）係
