微小整體葉輪五軸聯動微細銑削加工試驗研究*

（北京理工大學先進加工技術國防重點學科實驗室，北京 100081）

近年來，隨著MEMS技術、新型材料技術、微加工技術、微型傳感器技術的迅速發展，各種飛行器開始出現微型化的趨勢。微型渦輪噴氣發動機作為各種微型飛行器的動力來源，被稱為整個微型飛行器的“心臟”，在航空技術發達國家得到了高度的重視。微型渦輪噴氣發動機體積小、重量輕、功率大、能量存儲密度高，是一種具有良好應用前景的新型噴氣推進動力裝置[1]。微小整體葉輪作為微型發動機的重要組成部分，屬于典型的微小復雜零部件，其加工質量的優劣必將對微型發動機的使用性能產生重要影響，因此對其加工技術的研究勢在必行。

美國麻省理工學院的燃氣渦輪實驗室于2003年采用MEMS技術加工出了直徑為21mm，厚為3.7mm，轉速為1.2×106r/min的微型渦輪發動機，其微型渦輪的葉片采用直壁結構，直徑為4mm[2]。比利時魯汶大學于2004年采用電火花成形加工方法研制了不銹鋼材料的微型渦輪發動機，其中壓氣機葉輪為非直壁結構，直徑為20mm，包括10個長葉片和10個短葉片[3]。英國學者Heaton[4]于2005年采用受激準分子激光在PMMA 材料上加工出微小渦輪盤?；谒兄频奈遢S微小型立式銑床，韓國學者Bang等[5]于2005年使用直徑200μm硬質合金平頭立銑刀，在黃銅工件上加工出了直徑800μm的微型直壁葉輪。比利時魯汶大學于2009年基于微銑機床Kern MMP，采用UGNX3/CAM進行數控編程，通過五軸銑削加工制備出了直徑20mm的鈦合金材料的壓氣機葉輪[6]，其中采用了直徑1mm和0.5mm的硬質合金球頭銑刀對葉輪的不同部位進行加工?！?br>