上海交通大學(xué) 成功研制六軸聯(lián)動(dòng)數控電火花加工機床

能把航天飛船等龐然大物送上太空，靠的是動(dòng)力強勁的火箭發(fā)動(dòng)機。而每臺火箭發(fā)動(dòng)機需要10多個(gè)閉式整體渦輪葉盤(pán)類(lèi)零件為火箭發(fā)動(dòng)機燃料和氧化劑泵提供動(dòng)力。由于其在發(fā)動(dòng)機中的核心重要地位及加工難度又被稱(chēng)為王冠上的明珠。

上海交通大學(xué)機械與動(dòng)力工程學(xué)院趙萬(wàn)生教授帶領(lǐng)的特種加工科研團隊，經(jīng)過(guò)長(cháng)達八年的科研攻關(guān)，突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)。研制成功了“六軸聯(lián)動(dòng)數控電火花加工機床”，并開(kāi)發(fā)了配套的CAD/CAM軟件和加工工藝，為制造閉式整體渦輪葉盤(pán)提供了一套全面技術(shù)解決方案。這項技術(shù)將在近日舉行的中國國際工業(yè)博覽會(huì )上亮相。

俗話(huà)說(shuō)，沒(méi)有金剛鉆，不攬瓷器活。上海交通大學(xué)在國家863重點(diǎn)項目及國家重大專(zhuān)項的支持下，與國內特種加工科研機構及航天航空企業(yè)密切合作，在國內率先研制成功了“六軸聯(lián)動(dòng)數控電火花機床”。有了這樣的機床，我們就好像有了一把神奇的“靈動(dòng)之刃”，在葉盤(pán)的毛坯上加工起來(lái)游刃有余。

電火花加工是利用工具電極與工件之間的放電而產(chǎn)生的熱效應來(lái)去除材料的一種特種加工方法。對高溫合金、鈦合金等常規加工方法難以處理的材料進(jìn)行電火花加工，可以達到以柔克剛的效果。但是要加工出葉盤(pán)上那些幾何形狀復雜的流道，光有“金剛鉆”還不行，其加工機床還必須具有足夠的自由度來(lái)實(shí)現所規劃的電極在空間內的復雜運動(dòng)。

閉式整體葉盤(pán)的流道不但彎曲而且狹窄。加工這樣的流道，工具電極必須在6自由度空間中按照一定的軌跡行進(jìn)，6個(gè)運動(dòng)軸之間必須保證嚴格的同步關(guān)系。“這就好比在螺螄殼里做道場(chǎng)”，項目成員打比方說(shuō)：“任何運動(dòng)軸的不同步將會(huì )導致價(jià)值幾十萬(wàn)的渦輪葉盤(pán)報廢。”

上海交通大學(xué)研制的“六軸聯(lián)動(dòng)數控電火花加工機床”，包含三個(gè)直線(xiàn)運動(dòng)軸和三個(gè)旋轉運動(dòng)軸。這套多軸聯(lián)動(dòng)的電火花加工數控系統，采用一種全新的路徑規劃和插補方法，大大的提高了6個(gè)軸之間軌跡的平順性和同步精度。