葉片作為實（shí）現（xiàn）航（háng）空發動機性能的關鍵零部件，具有薄壁異形結（jié）構複雜、材料難（nán）加工、加工精度與表麵質量要（yào）求高等典型（xíng）特點，如何實現葉片的精密高效加工是目前（qián）航空（kōng）發動機製造領域的重大挑戰。通過對影響葉片加工（gōng）精度關鍵因素的分析，全麵總結了葉片精密加（jiā）工工藝及裝備的研究現狀，並對航空發動機葉片（piàn）加工技（jì）術的發展趨勢做了展望。
1
序言
在航空（kōng）航天產業中，輕質高強的薄壁零件被廣泛地使用，是實現航空發動機等重要裝備性能的關鍵零部件[1]。例如，大涵道比航（háng）空發動機的鈦合金風扇葉片（見圖1）長度可達到1m，具有複雜的葉身型麵和阻尼台結構，而最薄部（bù）位的厚度僅（jǐn）有1.2mm，屬於典型的大尺寸薄（báo）壁異形零件[2]。葉片（piàn）作為典型的薄壁異形弱剛性零（líng）件，在加工過程中容易（yì）出現加（jiā）工變形和（hé）振顫問題[3]，這些問題嚴重影（yǐng）響葉片的加工精度和表麵質量。
圖片
發動機的性能很大（dà）程度上取決於葉片的製造水平，發動機運行過程中葉片需要在高溫高壓（yā）等極（jí）端運行環境下（xià）穩定工作，這要求葉片材料（liào）必須具備良好的強度、疲勞抗力以及（jí）耐高溫腐蝕能力，並保證（zhèng）組織穩定性[2]。通常，航空發動機葉片會使用鈦合金或（huò）者高溫合金材料。但是（shì），鈦合（hé）金與高溫合（hé）金的切削加工性差，切削過程中切削力大、刀具磨損快，隨著（zhe）刀具磨損程度加劇，切削力會進一步增大，導（dǎo）致（zhì）加工變（biàn）形（xíng）和振動（dòng）更加嚴重，造成零件（jiàn）加工的尺寸精度低、表麵質量差。為滿足極（jí）端（duān）工況下發動機的（de）服役性能要求，葉片（piàn）的加（jiā）工精度和表麵質（zhì）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為例，葉片總長度達到681mm，而厚度則＜6mm，型麵輪廓度（dù）要求（qiú）－0.12～+0.03mm，進排氣（qì）邊尺寸精度要求－0.05～+0.06mm，葉身截（jié）麵扭轉誤（wù）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（kòng）機床上進行精密加工。然而，由於葉（yè）片自身剛性弱、結構複雜而且材料（liào）難加工，為了（le）保證加工的精度與質（zhì）量，工藝人（rén）員不（bú）得不在加工過程中對切削參（cān）數進行多（duō）次調整，這嚴重（chóng）限製了（le）數控加（jiā）工中心的（de）性能（néng）發揮，造成了巨大的效率（lǜ）浪費[4]。因此，在（zài）數控加工技術（shù）快（kuài）速發展的今天，如（rú）何（hé）實現薄（báo）壁零件加工（gōng）變形控製和振動（dòng）抑製，充分發揮數控加工中心的加工能力，已成為先進製造企業的迫切需求。
對薄壁弱剛性零件變形控（kòng）製技術的研（yán）究從很早（zǎo）就引起了工程（chéng）師和研究者的關注。在早期（qī）的生產（chǎn）實踐中，人們常（cháng）用在薄壁結構（gòu）兩側進行交替（tì）銑削的（de）水線策略[5]，這在一（yī）定程度上可以簡便地減弱（ruò）變（biàn）形和振動對尺寸精度帶來的不良（liáng）影響（xiǎng）。此外，還有通過設置加強筋等預製犧牲結構的方式來提高加（jiā）工（gōng）剛度[6]。
本文將首先對葉片常用難加工材料的切削技術發展進行簡述（shù）；其次，全麵總結國內（nèi）外航空發動機葉片（piàn）精密加工工藝以及數控智能工（gōng）藝裝（zhuāng）備的相關（guān）研究成果；最後，對航空發動機葉片加工技術的發展趨勢做展望。
2
難加工材料切削技術
為了滿足在高溫高壓環境下的穩（wěn）定服役要求，航空發動機葉片常用材料為鈦合金或（huò）高溫（wēn）合金，近年來，鈦鋁金屬間化合物也成為一種極有應用潛力的葉片材料。鈦合金具（jù）有導熱性低、塑（sù）性低、彈性模量低以及親（qīn）合力強等特點，使其切削過程中出現切削力大、切削溫度高、加工硬（yìng）化嚴重和（hé）刀具磨損大等問題，是典型的難加工材（cái）料（微觀組織（zhī）形貌見圖（tú）2a）[7]。高溫合金的主要特點是塑性及強度高，導熱性差，並且內部含有大量致密的固溶體[8]。在切（qiē）削過程中塑性變形使得晶格嚴重扭曲（qǔ），變形抗力大，導致切削力大並伴隨嚴重的冷硬現象，也是（shì）典型的難加工材料（微觀組織形貌見（jiàn）圖2b）。因此，研發鈦合金與高溫合金等難加工（gōng）材料的高效精密切削技（jì）術至關重要。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（xuē）加工方法（fǎ）、優選加（jiā）工刀（dāo）具材料（liào）以（yǐ）及優化切削參數等方向進行深入研究。
2.1 切削加工方法創新
在（zài）切削加工方法的創新研發方麵，學者們通過引（yǐn）入激光加熱、低溫冷卻等輔助手段，改善材料的可（kě）加工性，實現高效切削加工。激光（guāng）加熱輔助加工[9]（見圖3a）的工作原理是（shì）將高功率激光束聚（jù）焦到切（qiē）削刃前的工件表麵，通過光束局部加熱的方式軟化材料，降低材料的屈服（fú）強度，從（cóng）而降（jiàng）低切削力和減小刀具磨損，提升切（qiē）削加工的質量和效率。
圖片
低（dī）溫冷卻輔助加工[10]（見圖3b）則（zé）是使用液氮、高壓二氧化碳氣體等冷卻介質噴塗到切削部（bù）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過高問題，還使得工件局部冷脆，增強斷屑（xiè）效果。英國的Nuclear AMRC公司成功使用高（gāo）壓二（èr）氧化碳氣體對鈦合金的加工過程進行冷（lěng）卻，與幹切削狀（zhuàng）態對比分（fèn）析（xī）表明，低溫冷卻輔（fǔ）助加工不僅能夠降低切削力，提高切（qiē）削加工表麵的質量，還能有效減小刀具（jù）磨損，增長刀具的使用壽命。此外，超聲振動輔助加工[11，12]（見圖（tú）3c）也是難加工材料高（gāo）效切削加（jiā）工的有效方法。通過在刀具上施加高頻、微小幅度的振動，實現加工過程中刀具與工件之間發（fā）生間斷性（xìng）分離，改變（biàn）了材（cái）料（liào）去除機理，增強了（le）動態切削的（de）穩定（dìng）性，有效避免刀（dāo）具與（yǔ）已加工表麵間（jiān）的摩擦，降低切削溫度和切（qiē）削力（lì），降（jiàng）低表麵粗糙度值，減（jiǎn）小刀具（jù）磨損，其優（yōu）良的工藝效（xiào）果已經得到廣泛的（de）關注。
圖片
2.2 刀具材料的選用
對於鈦合金等難加工材料，優選刀具材料可以有效改善（shàn）切削加工效果（guǒ）[8，13]。研究表明，對於鈦合金加工，根據加工速度可以選擇不同（tóng）刀具進行加工，低速切（qiē）削采用高鈷高（gāo）速（sù）鋼加工，中速切削采用帶有三氧（yǎng）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（duì）於高溫合金加工，應選（xuǎn）用硬度高、耐磨性好的高釩高速鋼或YG硬質合（hé）金刀具進行加工。
2.3 優（yōu）選切削參數
切削參數（shù）同樣是影響（xiǎng）加工（gōng）效果的重要因素，對應材料使用（yòng）合適的切削參數加工能夠有效提高加工質量與效率。以切削速度參數為例，切削速度低容易在材料表麵形成積（jī）屑瘤區，降低表麵加工精度；切削速度高容易發生熱（rè）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隊分（fèn）析常用難加工（gōng）材料的機械物理性質，通（tōng）過正交加（jiā）工試（shì）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（de）刀具和（hé）切削速度進行加工能夠有效（xiào）減（jiǎn）小加（jiā）工缺陷與刀具磨損，提高加工質量。
圖片（piàn）
3
葉片複雜曲麵的精密數控加工工藝
近年來，隨著航空產業快速發（fā）展，市場需求攀（pān）升，使得薄壁葉片的高效精密加工（gōng）要求日益提高，對更高精度的變形控製技術（shù）的需求更加（jiā）迫切。在智能製造技術背景下，結合現代電子信息技術來實現航空發動機葉片加工變形和振（zhèn）動（dòng）的智能控製，是許多研究人員的關注熱點。將智能數控係統引（yǐn）入（rù）葉片複雜（zá）曲麵的精密加工（gōng）工藝，基於智（zhì）能數控係統對加工過程的誤差進行主動補償（cháng），可有效抑製變形與振動。
對於加工過程（chéng）中的主動誤差補償，為了實現刀具（jù）路徑等加工參數的（de）優化調控，需要首先得到工藝參（cān）數對加工變形和振動的影響關係。常用的手段有兩種：一是通過在機測量及誤差分析對每次走刀的結果進行分析和推理（lǐ）[15]；二（èr）是通過（guò）動力學分析[16]、有限元建模[17]、試驗[18]和（hé）神經網絡[19]等方法建立加工變形和振動的預測模型（見（jiàn）圖4）。
圖（tú）片
基於上述的預（yù）測模型或在機測量技術，人們能夠對加工參（cān）數進行（háng）優化甚（shèn）至是實時調控。主流（liú）的方向（xiàng）是通過刀具路徑的重新規劃來對變形和振動造成的誤差進行補償。這一方（fāng）向常用（yòng）的方法是“鏡像補償法”[20]（見（jiàn）圖5），該方法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的加工變形，因此（cǐ）需要通過多次補（bǔ）償在切削力和加工變形之間（jiān）建立迭代關係，逐次修正變形量。除了基於刀具路徑規劃進行主（zhǔ）動誤差補償的方法（fǎ）之外，許多學者也在研究通過優化調控切削參數、刀具參數等方式來控製變形和（hé）振動。對於某型號航空發動機葉片的切削加工，改變加工參數進行多輪正交試驗，基於（yú）試驗數據分析各切削參數、刀具參數對（duì）葉片加工變（biàn）形、振動響應的影響規律[21-23]，建立經驗預測（cè）模型，從而優選加工（gōng）參數，有效（xiào）減小
加工變形、抑製（zhì）切削振顫。
圖片
基於上述模型與方法，許多企業研發或改進了數控加工中心的數控係統，實現薄壁（bì）零件（jiàn）加（jiā）工參數的實時自適應調控。以色列OMAT公司的優銑係統[24]是（shì）這一領域的典型代表，主要是通過自適（shì）應技（jì）術調整進給速度（dù），達（dá）到恒力銑削的目的（de），實現複雜（zá）產（chǎn）品高效率高質量（liàng）加工。此外，北京精雕通過在機測量自適應補償完成蛋殼表麵圖案雕刻的經典技（jì）術案例（lì）也應用了類似的（de）技術[25]。美國G E公司的THERRIEN[26]提出了加工過程中數控加（jiā）工代碼（mǎ）實時修正方法，為複雜薄壁葉片的自適應（yīng）加工和實時調控提供了基（jī）礎技術手段。歐盟航空發動機渦輪部件自（zì）動化（huà）修複係統（AROSATEC）在葉（yè）片（piàn）進行增材（cái）修複後實現自適應精密銑削加工，已應用（yòng）於德國MTU公司及（jí）愛（ài）爾蘭SIFCO公司的葉片修複生產[27]。
4
基於智能工藝裝備的加工剛度提升
使用（yòng）智能化工藝裝備提高工藝係（xì）統剛度、改善阻尼特（tè）性，同樣是（shì）抑製薄壁葉片加工變形振動以及（jí）提高加工精度（dù）、改善表麵質（zhì）量的有效方法。近幾年（nián），在航（háng）空發動機各類葉片的加工工藝中，大量（liàng）不同的（de）工藝裝備得到應用[28]。由於航空發動機葉片普遍具有薄壁異形的（de）結構（gòu）特征，裝夾定（dìng）位區域小，加工剛度低，在切削載荷作用下會出現局（jú）部變形，因此，葉（yè）片加工工藝裝備通常在滿（mǎn）足六點定位（wèi）原理的基礎上對工件施（shī）加輔助支撐（chēng）[29]，以優化工（gōng）藝係統剛性、抑製加（jiā）工（gōng）變形。薄壁異形曲麵對工裝的（de）定位與裝夾（jiá）提出（chū）了（le）兩（liǎng）點要求：一是工裝的夾（jiá）緊力或接觸力應在曲麵上盡可能均勻分布，以（yǐ）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（dìng）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，以在每個接觸部位產生均（jun1）勻的麵接觸力。針對這兩點要求，學者提出了柔性工裝係統。柔性工裝係統可以分為相變柔性工裝和自適應柔性工裝。相變柔（róu）性工裝利用流體相變前（qián）後的剛度和阻尼變化：處（chù）於液態相或流動相的流體剛度和阻尼較低，可以在低壓作用下適應工件的複（fù）雜曲麵，之後利用電/磁/熱等外界（jiè）作用使流體轉變為固態相或固結，剛度和阻尼大幅提高，從而為工件提供均勻柔順的支撐（chēng），起（qǐ）到抑製變（biàn）形和振（zhèn）動的（de）作用。
航空發動機葉片傳統加工工藝中的（de）工藝裝備是使用低熔（róng）點合金等（děng）相變材（cái）料（liào）進行填充輔助支撐（chēng），即（jí）對工件（jiàn）毛坯進行六點定位夾持後，將工件的定位基準通（tōng）過低熔點合金澆注成為一個澆注（zhù）塊，對工件進行輔助支撐，並且把（bǎ）複雜的（de）點定位（wèi）轉換成規則的麵定位，進而進行待加工部位的精密加工（gōng）（見圖6）。這種工藝（yì）方（fāng）法存在明顯的缺陷：定位基準轉換（huàn）導致定位精度下降；生產準備複雜、低熔點合金的澆（jiāo）注和融化（huà）也帶來了工件（jiàn）表麵的（de）殘留和清理問題，同時澆注和融（róng）化的工（gōng）況也比較惡劣[30]。為了解決上（shàng）述工藝缺陷（xiàn），常（cháng）用的方法是引入一種多點支撐結構與相（xiàng）變材料相結合[31]，支撐結構上端與工件接（jiē）觸進行定位，下端浸入（rù）低熔點合金腔室中（zhōng），基（jī）於低（dī）熔點合金的相變（biàn）特性實現柔性輔助支撐。雖然引入支撐結構能夠避免低熔點合金接觸葉片產生的表麵缺（quē）陷，但是受到相變材料的性能限製，相（xiàng）變柔性工裝無（wú）法同時滿足（zú）高剛度和高響（xiǎng）應速度兩大（dà）需求，難以應用（yòng）於高（gāo）效率自動化生產當中。
為了解決相變柔性工裝存在的弊端，眾多學者將（jiāng）自適應理念融（róng）入（rù）柔性工裝的研（yán）發設（shè）計中。自適應柔性工裝（zhuāng）能夠通過機電係統來自適應匹配複雜葉身形狀和可能存在的（de）形狀誤差（chà）。為保證接觸力在整個葉身均勻分（fèn）布，工裝通常（cháng）使用多點輔助支撐形成支撐矩陣。清華大學王輝團隊（duì）提出了一（yī）種適用於近淨成形葉片加工的（de）多點柔（róu）性輔助支撐工藝裝備[32，33]（見（jiàn）圖7）。該工裝采用多個（gè）柔性材料夾緊元件對近淨成形葉片的葉身曲麵進行輔助支撐，提高了每個接觸區域的接觸麵積，保證夾緊力在每個接觸部位（wèi）以及整個葉身上的均勻分布，從而（ér）提高工藝（yì）係統剛度，有效地防止（zhǐ）葉（yè）片的局部變形。該工裝具有多個被動（dòng）自由度，在避免過定位的（de）同時能夠（gòu）自適應匹配葉身形狀及其誤差。
除了通過柔性材料實現自適應支撐外，電磁感應原理也應用於自（zì）適應柔性工裝（zhuāng）的研發。北京（jīng）航空航天大學楊毅青團隊發明了一種基於電磁感（gǎn）應原理的輔助支撐裝置[34]。該工裝使用由電磁信號（hào）激勵的柔性輔助支撐，能夠（gòu）改變工藝係統阻尼特性（xìng）。在裝夾過（guò）程中，輔助支（zhī）撐在永磁鐵作用下自適應匹配工件形狀。在加工過（guò）程中，工件產生的振（zhèn）動會傳遞到輔助支撐上，根據電磁感應原理激發反向電磁力，實現對薄壁（bì）工件加工振動的（de）抑製。
圖片
目前在工藝（yì）裝備設計過程中，普（pǔ）遍使用有限元分析、遺傳算法等手段來優（yōu）化多點輔助支撐的布局[35]，但是優化的結果（guǒ）通常隻能保證在一點上的加工變形量達到（dào）最小，而並不能保（bǎo）證在（zài）其他加工部位也能起到同等（děng）的抑（yì）製變形效果。在葉片加工過程中，通常在同一機床（chuáng）上對工件進行一係列的（de）走刀加工，但加工不同部位的裝夾（jiá）需求是不同的（de），甚至可能是時變的。對（duì）於靜態多點支撐方法，如果（guǒ）通過（guò）增加輔（fǔ）助支撐的數量來提高工藝係統剛度，一方麵會增大工裝的質量（liàng）和體積，另一方麵也（yě）壓縮了刀具的運動空間。而如果在加工不同（tóng）部位時重（chóng）新設置輔助支撐的位置，則必然會中斷加工過程，降低加工效率。因此，根據（jù）加工過程自動在線（xiàn）調節支撐布局和支撐力（lì）的隨（suí）動工藝裝備（bèi）[36-38]被提出。隨動工藝裝（zhuāng）備（見圖8）能夠在任一加工工序開始前，基於時變切（qiē）削過程的刀具軌跡與（yǔ）工況（kuàng）轉（zhuǎn）變，通過刀具與工裝的協同配（pèi）合實現動態支撐：先將輔助支撐移動到有（yǒu）助（zhù）於抑製當前加工變形的位置，使工件的加工區域受到積極支撐，而工件其他部位在盡可能少的接觸下保持定位不變，從而匹配（pèi）加工過程中時變的裝夾（jiá）需（xū）求。
圖片
為了進一步提升工藝裝備的自適應（yīng）動態支撐能力（lì），匹配加工過程中更複雜的裝夾需求（qiú），提高葉片加工生產（chǎn）的質量和效率，將隨動輔助支撐拓展為多個動（dòng）態輔助支撐形成的群，要求各個（gè）動態輔助支撐（chēng）協調行動，根據製造過程的時變要求，自動（dòng）快速重構支撐（chēng）群與工件的接觸，並且重構過程不幹（gàn）擾整個工件的定位、不引起局部位移或振動，基於（yú）這一概念的工藝裝備稱為自重構群夾具（jù）[39]，具有靈活性、可重構性和（hé）自（zì）主性的優點。
自重構群夾具能夠根（gēn）據製造（zào）過程的需求將多個輔助支撐分配到待支撐表麵的（de）不同位置，能夠適應較大麵積的複雜形狀工（gōng）件，在保證足夠剛度的同時消除冗餘支（zhī）撐。夾（jiá）具的工作方法是控製器按照編定的程序發送指令，移動基座按照指令將支撐元件帶到目標位置，支撐元件自適應工件（jiàn）局部幾何形狀實現順應支撐。單個支撐元（yuán）件與工（gōng）件局部的（de）接觸區域的動力學特性（xìng）（剛度和（hé）阻尼（ní））可（kě）通過改變（biàn）支撐元件的參數進（jìn）行控製（例如，對液壓支撐元（yuán）件通常可改變輸入的液壓力從而改（gǎi）變接觸特性）。工藝係統的動力學特（tè）性由多個支撐元件與工件的接觸（chù）區域的動力學特性（xìng）耦合而成，與每個支撐元件的參數、支撐（chēng）元件群的布局有關。
對於自重構（gòu）群夾具的多點（diǎn）支撐重構的方案設計需要考慮以下三個問題：適應工件的幾何形狀、支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（jiá）具在使用時，需要以工件形狀、載荷特（tè）性及固有邊界（jiè）條件為輸入，求解不同加工狀態下（xià）的多點支撐布局（jú）與支撐參數，規劃多點（diǎn）支（zhī）撐（chēng）移動路徑，將求解結果生成控製代（dài）碼，導入控製器。
目前，國內外學者均在自重構群夾具方麵進行（háng）了一些研究與嚐試。國外方麵，歐盟項目SwarmItFIX開發了一種新的高度適應性自重構夾具係統[41]，該係統使用一（yī）組移動輔助支撐在工作台上自由（yóu）移動並實時重新定位，以更好（hǎo）地支撐加工零件。SwarmItFIX係統的原型已在該項目中（zhōng）實現（見（jiàn）圖9a），並在一家意大利飛機製造（zào）商的場地上進行了測（cè）試。國內則是有（yǒu）清華（huá）大學王輝團隊製作了一種（zhǒng）可與機床協同控製的四點（diǎn）裝夾支撐工作（zuò）台[42]（見圖9b），可以在渦輪葉片榫根的精加工過程中對處（chù）於懸臂狀態的榫根進行支撐以及自動刀具避讓。在加工過程（chéng）中，四（sì）點輔助支撐與數控加工中心協同配合，根據刀（dāo）具運動（dòng）位置重構四點接觸狀（zhuàng）態，既避免了刀具與輔助支撐相互幹涉，又保證了支撐效果。
5
未來發展趨勢討論
5.1 新型材料
隨著航空（kōng）發動機推重比設計（jì）要求的不斷提（tí）高，零件數量逐漸減少，零件的應力水平越來越（yuè）高，傳統的兩種主要高溫結構材料的使用性能已（yǐ）經到了其極限（xiàn）水平。近幾年，航空發動機葉片新型材料（liào）發展迅速，越來越多性能優良（liáng）的材料被用來製作薄壁葉片（piàn），其中γ-TiAl合金[43]具備比強度（dù）高、耐高（gāo）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合金具有優良的力學性能，但是其硬度大、熱導率低（dī）、斷裂韌（rèn）度低以及脆性大等特征，導（dǎo）致γ-TiAl合金材料切削（xuē）加工表麵完整性差，精度低，嚴重影響零件的使用壽命，因此γ-TiAl合金的加工研究具有重要的理論意義與價值，是（shì）當前（qián）葉片加工技術的一個重要（yào）研究方向。
氧化性好等優良性能的同時，密（mì）度是3.9g/cm3，僅（jǐn）為高溫合金的一半，未來作（zuò）為700～800℃承溫區間的葉片很有潛力。盡管γ-TiAl合金具有優良的力學（xué）性（xìng）能，但是其硬度大、熱導率（lǜ）低、斷裂韌（rèn）度低以及脆性大等特征，導致γ-TiAl合金材料切削加工表（biǎo）麵完整性差，精度低，嚴重影響零件的使用壽命，因此γ-TiAl合金的加工研究具有重要的理（lǐ）論意義與價值，是當前葉片加工技術的一個重要研究方向。
5.2 時變自適應加工
航空發動機葉片曲麵複雜並且（qiě）形狀精度要求（qiú）高，其精密加（jiā）工目前主要采用基於路徑規劃（huá）、模型重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（de）誤差對葉片加工精度（dù）的影響。但是，由於模鍛（duàn）葉片（piàn）毛坯的餘（yú）量厚度不均勻，導致刀具在按照規劃路徑進行切削（xuē）加工的過程中，不同區域（yù）的切削深度不同，為切（qiē）削加工帶來（lái）不確定因素，影響加工穩定性。未來，在數控自（zì）適應加工（gōng）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（shí）反饋數（shù）據調整切削參數的時變調控自適應加工（gōng）方法。
5.3 智能（néng）化（huà）工藝裝備
葉片作為發動機中數量最大的（de）一類零件（jiàn），其製造效率直接影響發動機整體的製造效率，而葉片（piàn）的製造品質直接（jiē）影響發動機的（de）性能與壽命。因此，葉片智能化精密加工已（yǐ）成為當今世界（jiè）發（fā）動機葉片製造的發展方向。機床與工藝裝備的研發是實現葉片加工智（zhì）能化的關鍵。隨著數控技術的（de）發展，機床的智（zhì）能化水平迅速提（tí）高，加工生產能（néng）力大幅增強。因此（cǐ），智能工藝裝備的研發創新是薄壁葉（yè）片高效精密加工的重要發展方向。高（gāo）度智（zhì）能化的數控機床與工藝裝備結合，形成葉片智能化加工係統（見圖10），實現薄壁葉片的高精度、高（gāo）效率和自適應數控加工。
圖片
6
結束語（yǔ）
葉（yè）片是航空發動機製造領域長期的重大（dà）需求，是航空發動機製造（zào）的難點之一，也是一個國家先進製造技術發展水平（píng）的重要體現。為（wéi）實（shí）現葉片的高效率高質量加工，眾（zhòng）多學（xué）者在精（jīng）密加工工藝創新和智能（néng）工藝裝備研發等（děng）方麵開展研究，取得了突破性進展。未來，以時變調控為核（hé）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葉片精密加（jiā）工的重要研究方向。應（yīng）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（gōng）工藝的基礎理論和關鍵（jiàn）技術，促進我國航空發動機葉片先進加工（gōng）技術（shù）的跨越發展。
編（biān）輯：糖心影视精密加工http://www.dlzxxx.cn/
原文來源：
王（wáng）輝（huī）1，鄭洋（yáng）2，吳動波2
1. 北京航空航天大學航空發（fā）動機研究（jiū）院
2. 清華大學機械工程係
