項目背景

渦輪作為發(fā)動機引擎中的一個風扇部件，利用廢氣將燃料蒸汽吹入發(fā)動機，從而提升發(fā)動機性能。它廣泛應用于各個領域，是飛機發(fā)動機、汽車發(fā)動機以及水下設備發(fā)動機的主要部件之一。今天要介紹的是一款定制化工業(yè)渦輪裝置的加工過程，讓我們一起來看一下這款零件的加工要點及解決方案。

渦輪部件加工注意事項

該渦輪部件有非常多的葉片，這些葉片非常薄且壁厚不均勻，中間還有一個需要與軸體裝配的精孔。結合這款渦輪的結構特點和客戶要求，韋克總結了加工過程中需要注意的幾個方面。

1.材料選擇

由于該渦輪部件主要用于工業(yè)發(fā)動機，對材料的硬度、強度及耐用性都有著嚴格要求，因此韋克建議選擇 AL6061-T6 鋁合金。這種材料不僅具有高強度和耐腐蝕的特性，還具備良好的加工性能，廣泛適用于各種工業(yè)結構。此外，渦輪的結構復雜，包含許多壁厚不均的葉片和精密孔洞，對材料的加工性提出了更高要求。AL6061-T6以其卓越的物理性能和出色的可加工性，能夠充分滿足渦輪部件的制造需求。

2.加工精細的小孔

根據裝配圖，渦輪機上有一個直徑為17mm的孔需要與軸承精密裝配，為了使軸承能夠平穩(wěn)旋轉，該孔的精度需要達到H7，同時渦輪機中心有一個直徑為45mm的孔需要與軸精密裝配，同樣該孔的精度也是H7。

然而，在銑削加工這些細小的孔時，產生的振動會影響孔的精度。 因此，精密車削是保持這些孔的精度的更好選擇。

此外，我們在圖紙中可以看出，渦輪機的另一面還分布著幾個直徑為φ2的H7精孔。這些小孔由于孔徑太小，無法用車床加工，需要選擇用直徑同樣為φ2的鉸刀在銑床上進行鉸孔，從而實現(xiàn)直徑為φ2的精孔加工。

3.薄壁結構加工

從圖片可以看出這些葉片的厚度為1.1mm-0.48mm，壁厚非常薄且壁厚不均勻。在加工這些葉片時容易出現(xiàn)破壁或者形變量過大的問題。因此我們在編排葉片的加工工藝時，結合會出現(xiàn)的問題，對于刀具加工路徑的參數(shù)進行了不斷地調整和嘗試，最終測試出了最合適的加工參數(shù)。

4.小批量生產加工方案

該渦輪結構件數(shù)量為41件，屬于小批量加工，因此需要尋找合理的加工方案，提高加工效率。

經過韋克工程師的專業(yè)分析，制定出了一個高效的加工方案–CNC車銑復合加工。選擇理由如下：

• 渦輪上分布著許多壁厚不均勻的葉片，必須通過CNC銑削加工。
• 該結構分布了大量精細孔位，孔與孔之間的同心度公差要求較高，采用CNC車削可以保證這些細小孔位的精度和同軸度。

因此，對于需要銑削和車削的零件，采用車銑復合加工是最具成本效益的。

如何實現(xiàn)渦輪加工件的質量控制？

為了保證渦輪部件能與其他零件準確裝配和順利旋轉，需要保證同軸度和垂直度。

以φ90mm的窄圓柱面為基準面A面（綠色面），檢測φ8mm的圓柱面（黃色面）的同軸度和檢測φ94的圓的平面（紅色面）的垂直度。然而基準面非常小，只有0.5mm寬，檢測時很難取點，下面我們來看看維克是如何解決這個問題的。

同軸度檢測

一般情況下，我們選擇用三次元檢測同軸度。從3D圖中可以看出A基準面的寬度只有0.5mm, 取點的探針探頭最小的尺寸是1mm, 探頭尺寸過大，很難準確取點。

但同時我們可以看到A基準面的下方是一個避空結構，用1mm的探頭取點不會受到阻礙，可以順利取出一個完成的圓的輪廓的數(shù)據。這樣就能順利檢測出以A面為基準面，φ8mm的圓柱面的同軸度。

垂直度檢測

垂直度以φ90mm的窄圓柱面A面為基準面，檢測基準A與φ94（紅色面）的圓的平面。

同樣，我們也會選擇用三次元檢測垂直度。在這里，由于探頭尺寸過大，無法檢測出這兩個面的垂直度。因此我們需要采用光學測量機（OMM）進行檢測，通過OMM能夠獲取完整的基準面A面圓柱面的檢測數(shù)據，從而檢測出與φ94的圓的平面的垂直度。

FAI確認及正式小批量生產

我們按照計劃的加工方案生產了一套首件檢驗件（FAI），并由質量部門對其進行了詳細檢查，確保所有細節(jié)都符合要求后，將FAI發(fā)給客戶確認?？蛻羰盏紽AI后，對此進行了檢查和試裝，他們對FAI及我們的小批量加工方案都非常滿意。這款渦輪件很快就進入了正式的小批量生產階段，并按時交貨。

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