葉片作為實現航空發動機性（xìng）能的（de）關鍵零部件，具有薄（báo）壁異形結構（gòu）複雜、材（cái）料難加工、加工精（jīng）度與表麵質量要（yào）求高等典型特（tè）點，如何實現葉片的精（jīng）密高效加工是目前航（háng）空發動（dòng）機製造領域（yù）的重大挑戰。通過對影響（xiǎng）葉片（piàn）加工精度（dù）關鍵因素的（de）分析，全麵總結了葉片精密（mì）加工工藝及（jí）裝備的研究現狀，並對航空發動機（jī）葉片加工技術（shù）的（de）發展趨（qū）勢做了展望。
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序（xù）言
在航空航天產業中，輕質高強的薄壁零（líng）件被廣（guǎng）泛地使用，是實現航空發動機（jī）等重要裝備性能的（de）關鍵零部件[1]。例如，大涵道（dào）比航空發動機的鈦合金風扇葉片（piàn）（見圖1）長度可達到1m，具有（yǒu）複（fù）雜的葉身型麵和阻尼台結構，而最薄部位的厚度僅有1.2mm，屬於典（diǎn）型的大尺寸薄壁異形（xíng）零件[2]。葉片作為典（diǎn）型的薄壁異形弱剛性零件，在加工過程中容易出現加（jiā）工變（biàn）形和振顫問題[3]，這些問題嚴重影響葉片的加工精度和表麵質量。
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發（fā）動（dòng）機的性能很大程（chéng）度上取決於葉片的製（zhì）造水平，發動機運行過程中葉片需要在高溫高壓等極端運行環境下穩定工（gōng）作（zuò），這要求葉片材料必須具備良好（hǎo）的（de）強（qiáng）度、疲勞抗力以及耐高溫腐蝕能力，並（bìng）保證組織穩定性[2]。通（tōng）常，航（háng）空發動機葉片會使用鈦合金或者高溫合金材料。但是，鈦合（hé）金與高溫合金的切削加工性差，切削過程中切削力大、刀具磨損快，隨著刀具磨損程度加劇，切削力會進一步增大，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（kuàng）下發動機的服役性能要求，葉片（piàn）的加工精度和表麵質（zhì）量要求極高。以國產某型大涵道（dào）比渦扇發動（dòng）機使用的鈦合金風扇葉片為例，葉片總長度達到681mm，而厚度（dù）則＜6mm，型麵輪廓度要（yào）求（qiú）－0.12～+0.03mm，進排氣邊（biān）尺寸精度要求－0.05～+0.06mm，葉身截麵扭轉誤差±10′以內（nèi），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（gāng）性（xìng）弱、結（jié）構複雜而且材料難加工，為了保證加工的精度與質（zhì）量，工藝人員不得不在加工過（guò）程中對切削參（cān）數進行多次調整，這嚴重限製了數控加工中（zhōng）心的性能發揮，造（zào）成了巨（jù）大的效率浪（làng）費[4]。因此，在數控加工技術快速（sù）發展的（de）今天，如何（hé）實現薄壁零件加（jiā）工變形控製和振動（dòng）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迫切需求。
對薄壁弱剛性零件變形控製技術的（de）研究從很早就引起了工程師和研究者的關注。在早（zǎo）期（qī）的生產實踐中，人們（men）常用在薄壁結構兩側進行交（jiāo）替銑削的水線策略[5]，這在一定程度上可以簡便地（dì）減弱變（biàn）形（xíng）和振動對尺寸精度帶來（lái）的不（bú）良影響。此外，還有通過設（shè）置加強筋等預製犧牲結構的方（fāng）式來提高加工剛度[6]。
本文將首先對葉片常用（yòng）難加工材料的切削技術（shù）發展（zhǎn）進行簡述；其次，全麵總結國內外航（háng）空發動（dòng）機葉片（piàn）精密（mì）加（jiā）工工藝以及數（shù）控智能工藝裝備的（de）相關研究成（chéng）果；最後，對航空發動（dòng）機葉片加（jiā）工技術的發展趨勢做展望。
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難加工（gōng）材料切削技術
為了滿足在高溫高壓（yā）環境下的穩定服役要求，航空發動機葉片常用材料為（wéi）鈦合金或（huò）高溫合金，近年來，鈦鋁金屬間化合物也成為一種極有應（yīng）用潛力的葉片材料（liào）。鈦合金具有導熱性低、塑性低、彈（dàn）性模量低以及親合力強（qiáng）等特點，使其切（qiē）削過程中出現切削力大、切削溫度（dù）高、加工硬化（huà）嚴重和刀具磨（mó）損大等問題，是典型（xíng）的難加工材料（微觀組織形貌（mào）見圖（tú）2a）[7]。高（gāo）溫合（hé）金的主要特點是塑性（xìng）及強度（dù）高，導熱性差，並且內部含有大量（liàng）致密的固溶體[8]。在切削過程中塑性（xìng）變形使得晶格嚴（yán）重扭曲，變形抗力大，導致切削力大並伴隨嚴重的冷硬現象，也是典型的難加工材料（微觀組織形貌（mào）見圖2b）。因（yīn）此，研發（fā）鈦合金與高（gāo）溫合金等（děng）難（nán）加工材料的高效精密（mì）切削技術至關重要。為了實現難加工材（cái）料的高（gāo）效精密加工，國（guó）內外學者從創新切（qiē）削加工方法、優選加工刀具材料以及優化切（qiē）削參數（shù）等（děng）方向進行深入研究。
2.1 切（qiē）削加工方法創新（xīn）
在切削加工方法的創新研發方麵，學者們通過引入激光加（jiā）熱、低溫冷卻等輔助手段，改善（shàn）材料（liào）的可加工性，實現高效（xiào）切削加（jiā）工。激光加熱輔助加工[9]（見圖3a）的工作原理是將高功率激光束聚焦到切削刃前（qián）的工件表麵（miàn），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，從而降低切削力和減小刀具磨（mó）損，提升切削加工的質量和效（xiào）率。
圖（tú）片
低溫冷卻輔助加工[10]（見圖3b）則是使用液（yè）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（bù）切削溫度（dù）過高問題，還使得工件局部冷脆，增（zēng）強斷屑（xiè）效果。英國的Nuclear AMRC公司成功使（shǐ）用高壓二氧化碳氣體對（duì）鈦合（hé）金的加（jiā）工過程進行冷卻，與幹切削狀態對比分析表明，低溫冷卻輔助加工不僅能夠降低切（qiē）削力，提高切削加工表麵的質量，還能有效減小（xiǎo）刀具磨損，增長刀具的使用壽命。此外，超聲振動輔（fǔ）助加工[11，12]（見圖3c）也是難加工材料高效切削加工的（de）有效（xiào）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（gǎi）變了（le）材（cái）料去除（chú）機理，增強了（le）動態切削的穩定性，有效避免刀具與已加工表麵間（jiān）的摩擦，降低切（qiē）削溫（wēn）度和切削力，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關注。
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2.2 刀具材料的選用
對於（yú）鈦合金等難加工材料，優選刀具材料可（kě）以有效改善切削加工效果[8，13]。研究表明（míng），對於鈦合金加工（gōng），根（gēn）據加工速度（dù）可以選擇不（bú）同刀具進行加工，低速切（qiē）削采用高鈷高速鋼加（jiā）工，中速切削采用帶有三氧化二鋁塗層的硬（yìng）質合金刀具，高速切削采用立方氮（dàn）化硼（CBN）刀具（jù）；對（duì）於高溫合金加工，應選用硬度高、耐磨性好的高釩高速鋼或YG硬質合金刀具進（jìn）行加工。
2.3 優選切削參（cān）數
切削參數同樣是影響加工效果的重要因素，對應材料使用合適（shì）的切削參數加工能（néng）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（yì）在（zài）材料表麵形成積屑瘤區，降低表麵加工精度；切（qiē）削速度高容（róng）易（yì）發生熱量積聚，引（yǐn）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析（xī）常用（yòng）難加工材料的機械物理性質，通過正交加工試驗總結出難加工材料切削速度推薦表（biǎo）[14]（見表1），使用表中推薦的刀具和切削速度進（jìn）行加工能夠有效減小加工缺陷（xiàn）與刀具磨損，提高加工質量。
圖（tú）片
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葉片複（fù）雜曲麵的精密數控加工工藝
近年來，隨著航空產業快速發展，市場需求攀升（shēng），使得薄壁（bì）葉片的高效（xiào）精密加工要求日益（yì）提高，對更高精度的變形控製技術的需求更加迫切。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（jiā）工變形和振動的智能（néng）控製，是許多研究人員的關注（zhù）熱點（diǎn）。將（jiāng）智能數控係統引入葉片複雜曲（qǔ）麵的精密加工工藝，基於智能數控係統（tǒng）對加工過（guò）程的誤差進行主動補償，可有效抑製變形與振動。
對於加工過程中的主動誤差補償，為了實現刀具路徑等加工參數的優化調控，需要首（shǒu）先得（dé）到工藝參數（shù）對加工變（biàn）形和振動的影響關係（xì）。常用的手（shǒu）段（duàn）有兩種：一是（shì）通過在機測量及誤差分析對每（měi）次走刀的結果進行分析和推理[15]；二是通（tōng）過動力學分析[16]、有限元（yuán）建模[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）。
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基於上述的預測模型或（huò）在機（jī）測（cè）量技術，人們（men）能夠對（duì）加工參數進行優化甚至是實時調控。主流（liú）的（de）方（fāng）向是通過刀具路徑的重新（xīn）規（guī）劃來對變形和（hé）振動造成的誤差進行補償。這一（yī）方向（xiàng）常（cháng）用（yòng）的方法（fǎ）是“鏡像補償（cháng）法”[20]（見圖5），該方法通過對名義刀具軌跡（jì）進行修正（zhèng），補償（cháng）單次切削的變（biàn）形量。但是單次補償會產生（shēng）新的加工變形，因此需要通（tōng）過多次補償在切削力（lì）和加工變形之間建立迭代關係，逐次修正變形量。除（chú）了基於刀（dāo）具路徑規（guī）劃進行主動誤差補償的方法之外，許多學者也在研究通過優化調控切削參數、刀具參（cān）數等方式來控製變形和振動。對於某型號航空發（fā）動機（jī）葉片的切削加工，改變（biàn）加工參數進行多輪正交試（shì）驗，基於試驗數據分（fèn）析各切削參數、刀具（jù）參數對葉片加工變形、振動響應（yīng）的影響規律[21-23]，建（jiàn）立經驗（yàn）預測模型，從而（ér）優選加工參數（shù），有效減（jiǎn）小
加（jiā）工變形、抑製切削（xuē）振顫。
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基於上述模型（xíng）與方法，許多企業研發（fā）或改進了數控加工中心的數控係統，實現薄壁零件（jiàn）加工參數的實時自適應調控。以色列OMAT公司的優銑係統[24]是這一領域（yù）的典型代（dài）表，主（zhǔ）要是通過（guò）自適應技術調整進給速度，達到恒力銑削（xuē）的目的（de），實現複雜產品高效率高質量加（jiā）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（kè）的經典技術案例也應用了類似的技術[25]。美國G E公（gōng）司的THERRIEN[26]提出了加工過程中（zhōng）數控加工（gōng）代碼實時修正方法，為複雜薄壁葉片的自適應加工和實時調控（kòng）提供（gòng）了基礎技術手段。歐盟航空發動機渦輪部件自動（dòng）化修複係統（AROSATEC）在葉片進行增材修複後實（shí）現自適應精密銑削（xuē）加工，已應用於德國MTU公司及（jí）愛爾蘭SIFCO公（gōng）司的葉片修複生產[27]。
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基於智能工藝裝備的加工（gōng）剛度提升（shēng）
使用智能化工藝（yì）裝備提高工藝係統剛度、改善（shàn）阻尼特性，同（tóng）樣是抑製薄壁葉片加（jiā）工變形振動以及（jí）提高加工精度（dù）、改善表麵質量（liàng）的有效方法。近幾年，在航空發動機各類葉片的加工工（gōng）藝中，大量不同的工藝（yì）裝備得到應用[28]。由（yóu）於航空發動機葉片普遍具有薄壁異形的（de）結構特征，裝夾定位區域小，加（jiā）工剛度低，在（zài）切削載荷作用下會出現局部變形，因此，葉片加（jiā）工工藝裝備通常在滿足六點（diǎn）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、抑製加工變（biàn）形（xíng）。薄壁異形曲麵對工裝的定位與裝夾提出了兩點要求（qiú）：一是工裝的夾緊力或接觸力應在曲麵上盡可能均勻（yún）分布，以避免（miǎn）工件在夾緊力作用下出（chū）現嚴重（chóng）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麵，以在每個接（jiē）觸部位產生（shēng）均勻的麵接觸力。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（kě）以分為相變（biàn）柔性工裝和自適應柔性工裝。相變柔性工裝（zhuāng）利用流體相變前後的剛度和阻尼（ní）變化：處於液態相或流動相的流體剛度和阻尼較低，可以在低壓（yā）作用下適應工件的複雜曲麵，之後利用電/磁/熱等外界作（zuò）用使流體轉變為固（gù）態相或固（gù）結，剛度（dù）和阻尼大幅提高，從而為工件提（tí）供均勻柔順的支撐，起到（dào）抑製變形和（hé）振（zhèn）動的作用（yòng）。
航空發動機葉片（piàn）傳統加工工藝中的工藝裝（zhuāng）備（bèi）是（shì）使用低熔點合金等相變材料進行填充輔（fǔ）助支撐，即對（duì）工件毛坯進行六點定位（wèi）夾持後，將工件的（de）定位基準通過低熔點合金澆注（zhù）成為（wéi）一個澆注塊（kuài），對工件進行輔助支撐，並且把複雜的點定位轉換成規則的麵定位，進而進行待加工部位的精密加工（見圖6）。這種（zhǒng）工藝方法存在明顯的缺陷：定位基準轉（zhuǎn）換（huàn）導致定位精度下降；生（shēng）產準（zhǔn）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，同時澆（jiāo）注和融化的工（gōng）況也比較惡劣[30]。為了解決上述工藝缺（quē）陷，常用的方法是引（yǐn）入一（yī）種多點（diǎn）支撐結構與相變材料（liào）相結合[31]，支撐結構上端與工件接（jiē）觸進行定位，下端浸入低熔點合金腔室（shì）中，基於（yú）低熔點合金的相變特（tè）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（jiē）觸葉（yè）片產生（shēng）的表麵缺陷，但是受到相變材料（liào）的性能限製，相（xiàng）變柔（róu）性工裝無法同時（shí）滿足高剛（gāng）度和高（gāo）響應速度兩大需求，難以應用於高效率自動化生（shēng）產當中。
為了解決相變（biàn）柔性工裝存在的（de）弊端，眾多（duō）學者（zhě）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狀和可能存在的形狀誤差。為保證接觸力在整個葉（yè）身（shēn）均勻分布，工裝通常使用（yòng）多點輔助支撐形成支（zhī）撐矩陣。清華大學王輝團隊提出了一種適用於近淨成形葉片加工（gōng）的多點柔性輔助支撐工藝（yì）裝備[32，33]（見圖7）。該工裝采用多個柔性材（cái）料夾緊（jǐn）元件對近淨成形葉（yè）片的葉身曲麵進行輔助支撐，提高了每個接（jiē）觸區域的接觸麵積，保證夾緊力在每個接觸部位以及（jí）整個（gè）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（de）局部變（biàn）形。該工裝（zhuāng）具有多個被動自由度，在避免過定位的同時能夠自適應匹配葉身形狀（zhuàng）及其誤差。
除了通過柔性材（cái）料實現自適應（yīng）支（zhī）撐外，電磁感應原理（lǐ）也應用於自適應柔性工裝的研發。北（běi）京航空航天大學（xué）楊毅青團隊發明了（le）一種基於電磁感應原理的輔助支撐（chēng）裝置[34]。該工（gōng）裝使用由電磁信號（hào）激勵的柔性輔助支撐，能夠改變（biàn）工藝係統（tǒng）阻尼（ní）特性。在裝夾過程（chéng）中，輔助支撐在永磁鐵作用下自適應匹配工件形狀。在加工過程中，工（gōng）件產生的振動會傳遞到輔助（zhù）支撐上，根（gēn）據電磁感應原理激發反向（xiàng）電磁力（lì），實現對薄壁工件加工振動的抑製。
圖（tú）片
目前（qián）在工藝裝備（bèi）設計過程中，普遍使用有限元分析、遺傳算（suàn）法等手段來（lái）優化多點輔（fǔ）助支撐的布局[35]，但是優化的（de）結果通（tōng）常隻能保證在一點上的加工變形量達到最小，而並不能保（bǎo）證在其他（tā）加工部位也能起到同等的抑製變形（xíng）效果。在葉片加（jiā）工過程中（zhōng），通常在同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同（tóng）的，甚至可能是（shì）時變的。對於靜態多點支撐方法，如果通過增加輔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和體積，另一方麵也壓（yā）縮了刀具（jù）的運動空間。而如果在加工不同部位時重新設置輔助支撐的位置，則必然會中斷加工過程，降低加工效率。因此，根據加工過程自動在（zài）線調節支撐布局和支撐力的（de）隨動工（gōng）藝裝備[36-38]被提出。隨動工藝裝備（見圖8）能（néng）夠在任一加工工序（xù）開始前，基於時變切削過（guò）程的刀具（jù）軌跡與工（gōng）況轉變，通過刀具與工裝的協同配（pèi）合實（shí）現動態（tài）支撐：先將輔（fǔ）助支（zhī）撐移動到有助於抑製當前加工變形的位置（zhì），使（shǐ）工件的加工區域受到積極支（zhī）撐，而工件其他部位在盡可能少的接觸下保持定位不變，從而匹配加工過程中時變的裝夾需求。
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為了進一（yī）步提升工藝裝備的自適應動態支撐能力，匹配加工過程中更複雜的裝夾需求，提高葉（yè）片加工生產的質量和效率，將隨動（dòng）輔助支撐拓展為多個動態輔助支（zhī）撐形成（chéng）的群，要求各個動態輔助支撐協調行動，根據（jù）製造過程的（de）時變要求，自動快速重構支撐群與工件的接觸，並（bìng）且重構過程不幹擾整個工件的定位、不引起局部位移（yí）或振動，基於這一概念的工藝裝備稱為自重構群夾具[39]，具有（yǒu）靈活（huó）性、可重構性和自主性的優點。
自重構群夾具能夠根據（jù）製造過程的需求將多個輔助支撐分配（pèi）到待支撐表麵的不同位置，能夠適應較大麵積的複雜形狀工件，在保（bǎo）證足夠剛度的同時消除冗餘支撐。夾具的工作方法是控製器按照編定的程序發送（sòng）指令，移動基座按照指令將支（zhī）撐元件帶到目標（biāo）位置（zhì），支撐元件自適應工件局部幾何形（xíng）狀實現順應支撐。單個支撐元件（jiàn）與工件局部的接觸區域的動（dòng）力學特性（剛度和阻尼）可通過改變支（zhī）撐元件的參數進行控製（例如（rú），對液壓支撐元件通常可改變輸入的液壓力從而改變接觸特性）。工（gōng）藝係統的動力學特性由多個支撐元件（jiàn）與工件的接觸區域的動力學（xué）特性耦合而（ér）成，與每個支撐元件的參數、支撐元（yuán）件群的布局有關。
對於自重（chóng）構群夾具的多點支撐重構的方案設計需要考慮（lǜ）以下三個（gè）問題：適應工件的幾何形狀（zhuàng）、支撐（chēng）元件快速重新定位、多點支撐協調配合[40]。因此，自重構群夾具在使用時，需要以（yǐ）工件（jiàn）形狀（zhuàng）、載（zǎi）荷特性及固有邊（biān）界條件為輸入，求解不同加（jiā）工狀態下（xià）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（jié）果生成（chéng）控（kòng）製（zhì）代碼（mǎ），導入控製器。
目前，國內外學者均在自重構（gòu）群夾具（jù）方麵進行了一些研究與嚐試。國外方麵，歐盟項目SwarmItFIX開發了一種（zhǒng）新的高度適應（yīng）性自重構夾具（jù）係統[41]，該係統使用一組移動（dòng）輔助支撐在工作台上自由移動（dòng）並實時重新定位，以（yǐ）更好地支撐加工零（líng）件。SwarmItFIX係統的原型已在該項目中實現（見圖9a），並在（zài）一家意大利飛（fēi）機製（zhì）造商的（de）場地上進行了測試。國（guó）內則是有清華大學（xué）王輝（huī）團隊製作了一種可與（yǔ）機床協同控（kòng）製的四點裝夾支撐工作台[42]（見圖9b），可以（yǐ）在渦輪葉片榫根的精加工（gōng）過程中對處於懸（xuán）臂狀態的榫根進行支撐以及自動刀具避讓。在加工過程中，四點輔助支撐（chēng）與數控加工中（zhōng）心協同（tóng）配（pèi）合，根據刀具運動位置重構四點接觸狀態，既避（bì）免了刀具與輔助支撐相互幹（gàn）涉，又保證了支撐效果。
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未來發展（zhǎn）趨勢討論
5.1 新型材料（liào）
隨著航空發動（dòng）機推重比設計（jì）要求的不斷提（tí）高，零（líng）件數量逐（zhú）漸減少，零件的應力水平越（yuè）來越高，傳統的兩種主要高溫結構材料的使用性能已經到了其極限水平。近幾年，航空發動（dòng）機葉片新型材料發展（zhǎn）迅速，越來越多性能優良的材料被用（yòng）來（lái）製作薄壁葉片，其中γ-TiAl合金[43]具備比強度高、耐高溫和抗氧化性好等優良性能的同時（shí），密度是3.9g/cm3，僅為高溫合金的一（yī）半，未來作（zuò）為700～800℃承溫（wēn）區間的葉片很有潛力。盡管γ-TiAl合金具有優良的力（lì）學性能，但是（shì）其（qí）硬度大、熱導（dǎo）率低、斷裂韌度低以及（jí）脆性大等特征，導致γ-TiAl合金材料切削（xuē）加工表麵完整性（xìng）差，精度低，嚴重影響零件的使用壽（shòu）命，因此γ-TiAl合金的加工研（yán）究具有重（chóng）要的理論意義與價值，是當前葉片加工技術的一個重要研究方向。
氧化性好等（děng）優良性能的同時，密度是（shì）3.9g/cm3，僅為高溫合金的一半，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（de）力學性能，但（dàn）是其硬度大、熱導率低、斷裂韌（rèn）度（dù）低以及脆性大等特征，導致γ-TiAl合金材料切削加工表麵完整性差，精度低，嚴重影響零件的使用壽（shòu）命，因此γ-TiAl合（hé）金的加工研究具有重要的理論意義與價值（zhí），是當前葉片加工（gōng）技術的一個重要研（yán）究方向。
5.2 時變自適應加工
航空發動機葉片曲（qǔ）麵複（fù）雜並且形狀精度要求高，其精密加工目（mù）前主要采用（yòng）基於路徑規（guī）劃、模型重構的幾何自適應加工方法，該方法能有效減小定位（wèi）、裝（zhuāng）夾等產生的誤差對葉片加工精度的影響。但是（shì），由於模鍛葉片毛坯的餘量厚度不均勻，導（dǎo）致刀具（jù）在按照規劃路（lù）徑進行切削加工的（de）過程中，不同區域的切削深度（dù）不（bú）同，為切削（xuē）加工帶來不確定因素，影響加工穩定性。未來，在數控自（zì）適應加工過程中（zhōng），應該更好地跟蹤實際加工的狀態變（biàn）化[44]，從而顯著改進複雜（zá）曲麵的加工精度，形成基於實時反饋數（shù）據調整切削參數的時變調控自適（shì）應加工方法。
5.3 智能化工藝裝備
葉片作為發動機中數量最大的一類零件，其製造效率直接影響發動機整（zhěng）體的製造效率，而葉片的製（zhì）造品質直接影響發動機的性能與壽命。因此，葉片（piàn）智能化精密加工已成為當今（jīn）世界發動機葉片製造的發展方向。機床與工（gōng）藝裝備的研發是實現葉片加工（gōng）智能化（huà）的關鍵（jiàn）。隨著數控技術的發展，機床的智能化水平（píng）迅速提高，加工生產能力大幅增強。因此，智能工藝（yì）裝備的研發（fā）創新是薄壁（bì）葉片（piàn）高效精密（mì）加工的重要發（fā）展方向。高度智（zhì）能化的數控機床（chuáng）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（gāo）精度、高效率和自適應數控加工。
圖片
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結束語
葉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（jī）製造的難點之（zhī）一，也是一（yī）個國家先進製造技術發（fā）展水平的重要（yào）體現。為實現葉片的高效率高質量加工，眾多學者在精密加工工藝創（chuàng）新和智能工藝裝備研（yán）發（fā）等（děng）方麵開展研究，取（qǔ）得了突破性進展（zhǎn）。未來，以時（shí）變調控為核心的自適應加工（gōng）工藝與智能化數控工藝裝備是航空發（fā）動機葉片精密加工的重要研究方向。應圍繞（rào）國（guó）家航空發動機先進製造（zào）重大戰略需求，深入探究葉片加工工藝的（de）基礎理論（lùn）和關鍵技術，促進（jìn）我國航空發動機葉片先進加工技術的跨越發展。
編輯：www.91精（jīng）密加工（gōng）http://www.dgszm.com/
原文來源：
王（wáng）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（yuàn）
2. 清華大學（xué）機械工程係
