葉片作為實現航（háng）空發動機性能（néng）的關鍵（jiàn）零部件，具有薄壁異形結構複雜、材料（liào）難加工、加（jiā）工（gōng）精度（dù）與表麵質量要求（qiú）高等典型特點，如何實現葉片（piàn）的精密高效（xiào）加工是目前航空發動機製造（zào）領域的（de）重大挑（tiāo）戰。通過對影（yǐng）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工工藝及裝備的研究現狀，並對航（háng）空發動機葉片加工技術的發展趨勢做了展望。
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序言
在航空航天產業（yè）中，輕質高強的薄壁（bì）零件被廣泛地使用，是實現航空發動機（jī）等重要裝備性能的關鍵零部件[1]。例（lì）如，大涵道比航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（de）葉身型麵和阻尼台結構，而最薄部位的厚度僅有1.2mm，屬於典型的大尺寸薄壁異形零件[2]。葉片作為典型的薄壁異形弱剛性零件，在加工過程中容易出現加（jiā）工變形和振顫問題[3]，這些問題嚴重影響葉片的加工（gōng）精度和表麵質量。
圖（tú）片
發動（dòng）機的性能（néng）很大程（chéng）度上取決於（yú）葉（yè）片的製（zhì）造水平，發動機（jī）運行過程中（zhōng）葉片需要在高溫高壓等極端運行環（huán）境下穩定工作（zuò），這要求葉片材料必須具（jù）備良好的強度、疲（pí）勞抗力以（yǐ）及（jí）耐高溫腐（fǔ）蝕能力，並保證組織穩定（dìng）性[2]。通常，航空發（fā）動機葉片會使用鈦合金或者高溫合金材料。但是，鈦合金與高溫合金的切削加（jiā）工性差，切（qiē）削過程中切削力大（dà）、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（yán）重，造成（chéng）零（líng）件加工（gōng）的尺寸精度低、表麵質量差。為滿足極端工況下發動機的服役性能要求，葉片的加工精度（dù）和表麵質量要求極高。以國產某型大涵（hán）道（dào）比渦扇發動機使用的（de）鈦合金風扇葉片為例（lì），葉片總長度達到681mm，而厚度則＜6mm，型（xíng）麵輪廓度要求－0.12～+0.03mm，進排（pái）氣邊尺寸精度要求－0.05～+0.06mm，葉身截麵（miàn）扭轉誤差±10′以內，表麵粗糙度值R a優於0.4μm。這（zhè）通（tōng）常需要在五（wǔ）軸數（shù）控機床上進行精（jīng）密加工。然而（ér），由於葉片自身剛性弱、結（jié）構複雜而且材（cái）料難加工，為了保證加工的精度與（yǔ）質量，工藝人員不得不在加工過程中對切削參數進行多次調整，這嚴重限製（zhì）了數控加工中心的性能發揮，造成了巨大的效率浪費[4]。因此，在數控加工技術快速發展的今天，如何實現（xiàn）薄（báo）壁零件加（jiā）工變形（xíng）控製和振動抑製，充分發（fā）揮數控加工中心的加（jiā）工能力，已（yǐ）成為先進製造企業的（de）迫（pò）切需求。
對薄壁弱（ruò）剛性零件變形控製（zhì）技術的研究從很早就引起了工程師（shī）和研究者的（de）關注。在早期的生產實踐中，人們常用在薄壁（bì）結構（gòu）兩側進行交替銑削的水線策略[5]，這在一定程（chéng）度上可以簡便地減弱變形和振動（dòng）對尺寸精（jīng）度帶來的不良影響。此外，還有通過設置加強筋等預製犧牲結（jié）構的方式來提高加工剛度（dù）[6]。
本文（wén）將首（shǒu）先對葉片常用難加工材料的切削技術發展進行簡述；其次，全麵總（zǒng）結國內外航空發動機葉片精（jīng）密（mì）加（jiā）工工藝（yì）以及數控智能工藝裝備的相關研究成果（guǒ）；最（zuì）後，對航空發動機葉片（piàn）加工技（jì）術的發展趨勢做展望。
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難加工材料切削技術
為了滿足在高（gāo）溫高壓環境下的穩定服役要求，航空發（fā）動機葉片常（cháng）用材（cái）料為鈦合金或（huò）高溫合金（jīn），近年來，鈦鋁金屬間化合物（wù）也成為一種極有應用潛（qián）力的（de）葉（yè）片材料。鈦合（hé）金具有導熱性低、塑性低、彈性模量低以（yǐ）及親合力強等特點（diǎn），使其切削過程中出現切削（xuē）力大、切削溫（wēn）度高、加工（gōng）硬（yìng）化嚴重和刀具磨損大等問題，是典型的難加工材料（微觀組織形貌見圖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（mì）的固溶體[8]。在切削過程中（zhōng）塑性變形使得晶格嚴（yán）重（chóng）扭曲，變形抗力大，導致切削（xuē）力大並伴隨嚴重（chóng）的冷硬現象，也是典型的難加工材料（微觀（guān）組織形貌見圖（tú）2b）。因此，研發鈦合金與高溫合金等難加工材（cái）料的高效精密切削技術至關重要。為了實現難加工材（cái）料的高效精密加工，國（guó）內外學者從創新切削加工方法、優選加工（gōng）刀具材料以及優化切削參數（shù）等方向進行深（shēn）入研究。
2.1 切削加工方法（fǎ）創新
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（rè）、低溫冷卻（què）等輔助手段，改善材料的可加工性，實（shí）現高效切削加工（gōng）。激光加熱輔助加工[9]（見圖3a）的（de）工作原（yuán）理是將（jiāng）高功率激光束聚焦到切削刃前的工件表麵，通過（guò）光束（shù）局部（bù）加熱的方式軟化材料，降低材料的（de）屈服強度（dù），從而降低切削力和減（jiǎn）小刀（dāo）具磨損，提升切削加工的質量和效（xiào）率。
圖片
低溫（wēn）冷卻輔助加工[10]（見圖3b）則是使用液氮、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（qǐ）的局（jú）部切削溫度過高問題，還使得工件局部冷脆，增強斷屑效果。英國（guó）的Nuclear AMRC公司成功使用高壓二氧化碳氣體對鈦合金（jīn）的加工過程進行冷卻，與（yǔ）幹切削狀態對比分析表明，低溫冷卻輔助加工不（bú）僅能夠降（jiàng）低切削力，提高切削加工表麵（miàn）的質量，還能有效減小刀（dāo）具磨損，增長刀具的（de）使用壽命。此外，超聲振動輔（fǔ）助加工（gōng）[11，12]（見（jiàn）圖3c）也是難加工材料高效切削加工的（de）有（yǒu）效方法。通過在刀具（jù）上施加高頻、微小幅度的振動，實現加工過程（chéng）中（zhōng）刀（dāo）具（jù）與（yǔ）工件之間發（fā）生間斷性分離，改變了材料去除機理，增強（qiáng）了動態切削的穩定（dìng）性，有效（xiào）避免刀具與已加工表麵間的摩擦（cā），降低切削溫（wēn）度和切（qiē）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。
圖（tú）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（xiào）改善切削加工效果[8，13]。研（yán）究表明，對於鈦合金加工，根據加工速度可以選擇（zé）不同刀具進行加工（gōng），低速切削采用（yòng）高鈷高速鋼加工，中速切削采用帶有三氧化（huà）二鋁塗層的（de）硬質合金刀具，高速切削采用立方氮化硼（CBN）刀具（jù）；對於高（gāo）溫合金加工，應選用硬度高（gāo）、耐磨性好（hǎo）的高釩高速鋼或YG硬質合金刀具進（jìn）行加工。
2.3 優選切削參數
切削（xuē）參（cān）數同樣是影響加（jiā）工效果（guǒ）的重（chóng）要因素，對應材料使用合適的切削參數加工能（néng）夠有效提高加工質量與效率。以切削速度參數為例，切削速度低容易在材料表（biǎo）麵（miàn）形成積屑（xiè）瘤區，降（jiàng）低表麵加工（gōng）精度（dù）；切削速度高容易發生熱量（liàng）積聚，引起工件和刀（dāo）具的燒傷。對此，哈（hā）爾濱理工大學翟元盛教（jiāo）授團隊分析常用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[14]（見表1），使用表中（zhōng）推薦的刀具和切削速度進行加工能夠有效減小加工缺陷與（yǔ）刀（dāo）具磨損，提高（gāo）加工質量。
圖片（piàn）
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葉（yè）片複雜曲麵的精密數（shù）控加工工（gōng）藝
近年來，隨著航空產業快速發展，市場需求攀（pān）升，使得薄（báo）壁葉片的高效精（jīng）密加工要求日益提高，對（duì）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控製，是許多（duō）研（yán）究（jiū）人員的關注熱點。將智能數控係統引（yǐn）入葉片複雜曲麵的精密加工（gōng）工藝，基於智能數控係統對加工過程的誤差（chà）進（jìn）行主動補償，可有效抑（yì）製變形與振動。
對於加工過程中的主動誤差補（bǔ）償，為了實現刀具（jù）路徑等加工參數的優化調控，需要首先得到工藝參數對加工變形和振動的影響關（guān）係。常用的（de）手段有兩種：一是通過在（zài）機測量及（jí）誤差分（fèn）析對每次走刀（dāo）的結果進行分析和推理[15]；二是通過動力學分析[16]、有限元建模[17]、試驗[18]和神經網絡[19]等方法（fǎ）建立加工變形和振動的（de）預測模型（見圖4）。
圖（tú）片
基於上述的預測模型或在機測（cè）量技術，人們能夠（gòu）對加工參數進行優（yōu）化甚至是實時調控。主流的方向是通過刀具路徑的重新規（guī）劃來對變形和振（zhèn）動造成的誤差進行補償。這一方向常用的方法（fǎ）是“鏡像補（bǔ）償法”[20]（見圖5），該方法通過對名義刀具軌跡進（jìn）行修正，補償單次切削的變（biàn）形量。但是單次補償會產生新的加工（gōng）變形，因此需要通過多次補（bǔ）償在切削力和加（jiā）工變形之間（jiān）建立迭代關係，逐次修正（zhèng）變形量。除（chú）了基於刀具路徑規劃進行主動誤（wù）差補償的方法之外，許多學者（zhě）也在研究通（tōng）過優化調控切削參數、刀具參數等方式來控製變形和振動（dòng）。對於某型號航空（kōng）發動機葉（yè）片的切削加工（gōng），改變加工參數進行多輪正交試（shì）驗，基於試驗數據分析各切削參數、刀具參數對葉片加工變形、振動響應的影響規律[21-23]，建立（lì）經驗預測模型，從而優選加（jiā）工參數（shù），有效減小
加工變形、抑製（zhì）切削振顫。
圖片
基於上（shàng）述模型與方法，許多企（qǐ）業研發或改進了數控加工（gōng）中心的（de）數控係統，實現薄（báo）壁零件加（jiā）工參數的實時自適應調控。以色列OMAT公司的優銑係統[24]是這一領域的典型代表，主要是通過自適應技術調整進給速度，達到恒力（lì）銑削的目的，實現複雜產品高效率高質量加工。此外，北京精雕通過（guò）在機測量（liàng）自適應補償完（wán）成蛋殼表麵圖案雕（diāo）刻的經典技術（shù）案例也應用了類似的技術[25]。美國G E公司（sī）的THERRIEN[26]提出了加工過程中數控加工代碼實時修正（zhèng）方法，為複雜薄壁葉片的自適應加工（gōng）和實時調控提（tí）供了基礎技（jì）術手段。歐盟航空發動機渦（wō）輪部件自動化修複係統（AROSATEC）在（zài）葉片進行（háng）增材修複後實現自適應精密銑削加工，已應用於德國MTU公司及愛爾蘭SIFCO公司的葉片修複生（shēng）產[27]。
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基於智能工藝裝（zhuāng）備的加工剛度提升
使（shǐ）用智能化（huà）工（gōng）藝裝備提高工藝係統剛（gāng）度、改善阻尼（ní）特性，同樣是（shì）抑（yì）製薄壁葉片加工變形振動以及提高加工精（jīng）度、改善表麵質量的有效（xiào）方法。近幾（jǐ）年，在航空發動機各類葉片的加工工藝中，大量不同的工藝裝（zhuāng）備得到應用[28]。由於航空發動機葉片普遍具有薄壁異（yì）形的結（jié）構特征，裝夾定位區域小，加工剛度低，在切削載荷作用下會出現局部變形，因此，葉片（piàn）加工工藝裝備通常在滿足六（liù）點定位原理的基礎（chǔ）上對工件施加輔（fǔ）助支撐[29]，以優（yōu）化工（gōng）藝係統剛性、抑製（zhì）加工變形（xíng）。薄壁（bì）異形曲麵對工裝的定位與裝夾提出了兩點（diǎn）要（yào）求：一是工裝的夾緊力或接觸力應在曲麵（miàn）上盡可能均勻分（fèn）布，以避免工件在夾緊力作用（yòng）下出現嚴重局部變形；二是工（gōng）裝的定位、夾緊和輔助支撐元件（jiàn）需要較好地配合工件的複雜曲麵，以在每個接觸部位產生均勻的麵接觸力。針對這兩（liǎng）點（diǎn）要求，學者提（tí）出了（le）柔性工裝係統（tǒng）。柔性工裝係統可以（yǐ）分為相變柔性工裝和自適應（yīng）柔（róu）性工裝。相變柔性工裝利用流體相變前後的剛度和阻尼變化：處於液態相或流動相的流體剛度和阻尼較低，可以在低壓作用下適應工（gōng）件的複雜曲麵（miàn），之後利用電/磁/熱等外界作用使流（liú）體轉（zhuǎn）變為固態相或固結，剛度和阻（zǔ）尼大幅提高，從而為工件提供均勻柔順的支撐，起到抑製變形和振動（dòng）的作用。
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點合金等相變材料進行填（tián）充輔助支撐，即對工件毛坯進行六點定位夾持後，將工件的定位基準通過低熔點合金澆注成為（wéi）一個（gè）澆注塊，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（jīng）密加工（見圖6）。這種工藝方法存在明顯的缺陷：定位基準（zhǔn）轉換導致定位（wèi）精度（dù）下降；生產準備複雜、低熔點合金的澆注和融（róng）化（huà）也帶來了工件（jiàn）表麵的殘留和（hé）清理（lǐ）問題，同時澆注和融化的工況也比較（jiào）惡劣[30]。為了解決上述工藝缺陷，常用的方法是引入一種多點支撐結構與相變材料相結合[31]，支撐結構上端與工件接觸進行定位，下端浸入（rù）低熔點合金腔室（shì）中，基於低熔點合（hé）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（hé）金接觸葉片產生的表麵（miàn）缺（quē）陷，但是受（shòu）到相（xiàng）變材料的性能限製，相變（biàn）柔性工裝（zhuāng）無法同時（shí）滿（mǎn）足高剛度和高響應速度兩大需求，難以應用於高效率自動化生產當中。
為了解決相變柔性工裝存在的弊端，眾多學者將自適應理念融入柔性工裝（zhuāng）的研發設計中。自適應（yīng）柔性工裝能（néng）夠通過機電係統來自適應匹配（pèi）複（fù）雜葉身形狀和可能存在的形狀誤（wù）差。為保證接觸力（lì）在整個葉身均勻（yún）分布，工（gōng）裝通常使用多點輔助（zhù）支撐形成支撐矩陣。清華大（dà）學王輝團隊提出了一種適（shì）用於近淨成形葉片加工的多（duō）點柔性輔（fǔ）助支撐（chēng）工藝裝備[32，33]（見圖7）。該工裝采用多個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（bǎo）證夾（jiá）緊（jǐn）力在每個接觸（chù）部位以及整個葉身上的均勻分布，從而提高工藝係統剛度，有效地防止葉片的局部變形。該工裝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適應柔性工裝的研發。北京航空航天大（dà）學楊毅青團隊發明（míng）了一種基於電磁感應原理的（de）輔助支（zhī）撐裝置[34]。該工裝使用由電磁信號激勵的柔性輔助支撐，能夠（gòu）改變（biàn）工藝係統阻尼特性。在裝夾過程中，輔（fǔ）助支撐在永磁鐵作用下自適應匹配工件（jiàn）形狀。在加工過程中，工件產生的振動會傳遞到輔助（zhù）支撐上，根據電磁感應原理激發反向電磁力，實現對薄壁工件（jiàn）加工振動的抑製。
圖片
目前在工藝裝備（bèi）設計過程中，普遍使（shǐ）用有限元分析、遺傳算法（fǎ）等手段（duàn）來優化多點輔助支撐的布局[35]，但是（shì）優（yōu）化的結果通常隻能（néng）保證在一點上的加工變形量達（dá）到最小，而並不能保證在其他加工部位（wèi）也能起到同等的抑製（zhì）變形效果。在葉片加工過程中，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（jiá）需求是不同的，甚至（zhì）可（kě）能是時變的（de）。對於靜態多（duō）點支撐方法，如果通過增（zēng）加輔助支撐的數量來（lái）提高工藝（yì）係統剛度，一方麵會增大工裝的質量和體積，另一方麵也壓縮了刀（dāo）具的運動空間。而（ér）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（guò）程，降低加工效（xiào）率。因此，根據加工過（guò）程（chéng）自動在線調節支撐布（bù）局和支撐力的隨動工藝裝備[36-38]被提出。隨動工藝裝備（bèi）（見圖8）能夠在任一加（jiā）工工序開（kāi）始（shǐ）前，基（jī）於（yú）時（shí）變切削過程的刀具軌（guǐ）跡與工況轉變，通過刀（dāo）具與工裝的（de）協同配合實現（xiàn）動態支撐：先將輔（fǔ）助支撐移動到有助於抑製當前加工變形（xíng）的位置，使工件的加工區域受到積極（jí）支撐，而工（gōng）件其他部位在盡可能少的接觸下（xià）保持定位不變，從而匹配加工過程中時變（biàn）的（de）裝（zhuāng）夾需求。
圖片
為了進一（yī）步提升工藝裝備的（de）自適應動態（tài）支撐能力，匹配加工過程中更複雜的裝夾需求，提高（gāo）葉片加工生產的質量和效率，將隨動輔助支撐拓展（zhǎn）為多個動態輔助支撐形成的群，要求各個動態輔助支撐協（xié）調（diào）行動，根據製造過程的時變（biàn）要求，自動快速（sù）重構支撐（chēng）群與工件的接觸，並（bìng）且重構過程不幹（gàn）擾整個工（gōng）件的定位、不引起局部位（wèi）移或振動，基於這一概念的工藝裝備稱為自重構群夾具[39]，具有靈活（huó）性、可重構性和自主（zhǔ）性的優點（diǎn）。
自重構群夾具能夠根據製造過程（chéng）的需求將多個（gè）輔（fǔ）助支撐分配（pèi）到待支撐表麵的（de）不同位置（zhì），能夠適應較大麵積（jī）的複（fù）雜形狀（zhuàng）工件，在保證足夠剛度的（de）同時消除（chú）冗餘支撐。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（dào）目標位置，支撐（chēng）元件自（zì）適應工（gōng）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（yù）的動力學特性（剛度和（hé）阻尼）可通過改變支撐元件的參數進行控製（例（lì）如，對液（yè）壓支（zhī）撐元件通常可改變輸入的液壓力從而（ér）改變接（jiē）觸特性）。工藝係統的動力學特性由多個支撐（chēng）元（yuán）件（jiàn）與工件的接觸區域的動力（lì）學特（tè）性耦合而成，與每個支（zhī）撐元件的參（cān）數、支（zhī）撐元件（jiàn）群的（de）布（bù）局有關。
對（duì）於自重構群夾具的多點支撐重構的方案設（shè）計需要考慮以下三個問題：適應工件（jiàn）的（de）幾何形狀、支撐元件快速（sù）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，需要以工件（jiàn）形狀、載荷特性及固有邊界條件為輸入，求解不同加工狀態下的多點支撐布局與支撐參數，規劃多點支撐移動路徑，將求解結果生成控製代碼，導入（rù）控製器。
目前，國內外學者（zhě）均在自重構群（qún）夾具方麵進行了（le）一些研（yán）究與嚐試。國外方麵，歐盟項（xiàng）目SwarmItFIX開發了一（yī）種新的高度適應性自重構夾具（jù）係統[41]，該係統使用一組移動輔助支撐在工作台上自由移動（dòng）並實時重新定位，以更好地支撐加工零件。SwarmItFIX係統的原型已在該項目中實現（見圖9a），並在一家意（yì）大利飛機製造商的場地上進行了測試。國內則是有（yǒu）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（gōng）作台[42]（見圖9b），可以（yǐ）在渦輪葉片榫根的精加工過（guò）程中對（duì）處於懸臂（bì）狀態的榫根進行支撐以（yǐ）及自動刀具避讓。在加工（gōng）過程（chéng）中，四點輔助支撐與數控加工中心協同配合，根據刀具運動位置重構四點接觸狀態，既避免了刀（dāo）具與輔助支撐相互幹涉，又（yòu）保證（zhèng）了支撐效果（guǒ）。
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未來發展趨勢討論
5.1 新型材料
隨著航空發動機推重比設計要求的不斷提高，零件（jiàn）數（shù）量逐漸（jiàn）減少，零件的（de）應（yīng）力水平越來越（yuè）高，傳統的兩種主要高溫結構材料的（de）使用性（xìng）能（néng）已經到（dào）了其極限水平。近幾年，航空發動機葉（yè）片新型材料發展迅速，越（yuè）來越多性能優良的材料被用（yòng）來製作薄壁葉片（piàn），其中γ-TiAl合（hé）金[43]具備比（bǐ）強度高、耐高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（de）力學性能，但是其硬度（dù）大、熱導率低（dī）、斷裂韌（rèn）度低以及脆性大（dà）等特征，導致γ-TiAl合金材料切削加工（gōng）表麵完整性差，精度低，嚴重影響零件的（de）使用壽命，因此γ-TiAl合金的加工研究具有重要的理論意（yì）義（yì）與價值，是當前葉片加工技（jì）術的一個重要研究方向。
氧化性好（hǎo）等優良性能的同時，密度是（shì）3.9g/cm3，僅為高溫合金（jīn）的一半，未來作為700～800℃承溫區間的葉片（piàn）很有潛力。盡管γ-TiAl合（hé）金具（jù）有優良的力學性能，但是其硬度大、熱導率低、斷裂韌度低以及脆性大等特征，導致γ-TiAl合金材料切（qiē）削加工表麵完整性差，精度（dù）低，嚴重（chóng）影（yǐng）響零件（jiàn）的使用壽命（mìng），因此γ-TiAl合金的加工研（yán）究具有重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（xiàng）。
5.2 時變自適應加工
航空發動機葉片曲麵（miàn）複雜並且形狀（zhuàng）精度要求高，其精密加工目前（qián）主要采用（yòng）基於路徑（jìng）規劃、模型重構的幾何自適應加工方法，該方（fāng）法能有效減小定位、裝夾等（děng）產生的誤差（chà）對葉片加工精度的影響。但是，由於模鍛葉片毛坯的餘量厚度不均勻，導致刀具在按照規劃路徑進行切削加工的過程中，不同區域的切削深度不（bú）同，為切（qiē）削（xuē）加工帶來不（bú）確定因素，影響加工穩（wěn）定性。未來，在數控自適應加工過程中，應（yīng）該更（gèng）好地跟蹤實際加工的狀態變化[44]，從（cóng）而顯（xiǎn）著改進複雜曲麵的（de）加（jiā）工（gōng）精度，形成基於實時反饋數據調整切削參數（shù）的時變調控自適應加工方法。
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體（tǐ）的製造效率，而葉片的製造品質直（zhí）接影響發動機的性（xìng）能與壽命。因此，葉片智能化精密加工已成為當今世界發動機葉片製造的發（fā）展方向。機（jī）床與工藝（yì）裝（zhuāng）備的研發是實現葉片加工智能化的關鍵。隨著數控技術的發（fā）展，機床的（de）智能化水平迅速提高，加工生產（chǎn）能力大幅增強。因此，智能工藝裝（zhuāng）備的研發創新是薄壁葉片高效精密加工的（de）重要發展方（fāng）向。高度智能化的數控機床與（yǔ）工藝（yì）裝（zhuāng）備（bèi）結合，形成葉片智能化（huà）加工係統（見圖10），實現薄壁葉片的高精度、高效率和自適應（yīng）數（shù）控加工。
圖片
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結束語
葉片是航空（kōng）發動（dòng）機製（zhì）造領域長期的重大需求，是航空（kōng）發動機製造的難點之一，也是一個國家先（xiān）進（jìn）製造技術發展水平的重要體現。為實現（xiàn）葉（yè）片的高效率高質量加工，眾多學者在精密加工工藝創新和智能工（gōng）藝裝備研發等方麵開展研究，取得（dé）了突破性進展。未來，以（yǐ）時變調控為核心的自適應加工工藝與智（zhì）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（jiū）方向。應圍繞國家航空發動機先進製造（zào）重（chóng）大戰略需（xū）求，深入（rù）探究葉（yè）片加工工（gōng）藝的基礎理論和關鍵技術，促進我國航空發動機（jī）葉片先進加工技術的跨越發展。
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原文來源：
王輝1，鄭（zhèng）洋2，吳動波（bō）2
1. 北京航空航天大學航空發動機研究院
2. 清（qīng）華大學機械工程係（xì）
