面向性能的壓氣機葉片銑削加工誤差分析及統計*

叢靖梅，莫 蓉，吳寶海，侯堯華

（1. 西北工業大學現代設計與集成制造技術教育部重點實驗室,西安 710072；2. 中國航發沈陽發動機設計研究所，沈陽 110015）

作為航空發動機的核心部件，壓氣機的性能對整臺發動機的氣動性能、可靠性以及經濟性的影響至關重要。葉片是構成壓氣機的基本單元，由相鄰葉片構成的通道內的流動情況決定了壓氣機的性能。隨著壓氣機高速、高壓比、高效率的發展趨勢，壓氣機葉片扭曲彎度趨大，葉身趨薄，掠形加大，壓氣機葉片型面越來越復雜。這些特點使得葉片類零件成為航空發動機中數量最多、加工難度最大、生產工作量最大的關鍵零部件之一，直接決定著航空發動機的整體生產成本、制造水平與運行性能。

多軸數控加工技術因其高精度、高效率、穩定性好的優點成為壓氣機葉片的主要制造手段[1]。由于壓氣機葉片型面復雜，且屬于薄壁件，由切削力引起的彈性變形難以預測和控制。一方面，由于葉片壁薄、模量低，在加工過程中極易發生彈性變形，造成加工精度的損失；另一方面，葉片零件質量輕、剛性弱，影響因素眾多，容易造成加工過程不穩定[2]。因此，葉片零件的特殊性使其成形加工與傳統高剛性零件的加工有著本質的不同，對各種誤差源的波動變化更加敏感，工序間誤差的傳遞、累積等交互作用現象更加復雜。加工過程中機床、工件、刀具等產生的幾何變形以及切削力產生的彈性變形將導致零件加工后實際輪廓尺寸偏離其理論輪廓尺寸，影響航空發動機壓氣機葉片零件的加工質量，進而導致葉片葉型參數誤差的產生，影響壓氣機的氣動性能。……