葉片型面的高精度磨削

發(fā)布日期:2013-09-09    蘭生客服中心    瀏覽:4601

  葉片型面光精加工是為了保證型面粗糙度、波紋度滿足設(shè)計(jì)要求、材料組織性能不產(chǎn)生變化,并且加工中要保證銑加工所獲得的幾何尺寸和位置精度基本沒有大的改變。對于實(shí)際加工而言,葉片型面精加工是在去除銑加工存留刀痕的基礎(chǔ)上,達(dá)到所要求的粗糙度、波紋度。型面每處的單面金屬去除量不應(yīng)大于0.05MM。

  目前,利用數(shù)控砂帶磨拋機(jī)床進(jìn)行葉片型面光精加工的方式,是實(shí)際加工應(yīng)用較為成熟的方法,而利用數(shù)控金剛石磨輪磨削機(jī)床進(jìn)行葉片型面光精加工的方式,是正在嘗試應(yīng)用的一種方法。這些加工方式之所以被選擇應(yīng)用是因?yàn)樗鼈兏骶咛攸c(diǎn)。

  首先,對于數(shù)控砂帶磨拋機(jī)床加工方法而言,其具有以下特點(diǎn):

  1、砂帶磨削磨粒銳利,磨削效率高,已達(dá)到銑削的10倍、普通砂輪磨削的5倍;

  2、砂帶磨削與工件摩擦較小,磨削生熱少,砂帶周長較大,磨粒散熱時(shí)間間隔長,容易獲得空氣和切削液的完全冷卻,可有效減少工件變形、避免燒傷和燒蝕;

  3、砂帶本身的柔軟性和工作輪表面的橡膠體結(jié)構(gòu),保證砂帶磨削與工件柔性接觸,具有較好的跑合和拋光作用;

  4、砂帶磨削有穩(wěn)定的磨具尺寸,由于砂帶依附于工作輪上進(jìn)行磨削,磨具尺寸有較好的穩(wěn)定性;

  5、砂帶磨削不能進(jìn)行大余量去除的長時(shí)間加工,砂帶含有的磨料總量有限,大余量去除的長時(shí)間加工會使磨料迅速消耗掉,需要中斷加工進(jìn)行砂帶更換。

  砂帶磨削的上述特點(diǎn)使大型鈦合金風(fēng)扇葉片型面拋光實(shí)現(xiàn)程序控制條件下的機(jī)械化生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。目前,用于葉片拋光的數(shù)控砂帶磨削方式,有2種方法可供選擇應(yīng)用:一種是使用六軸數(shù)控砂帶磨拋機(jī)床進(jìn)行加工,另一種是使用機(jī)器人數(shù)控砂帶拋光系統(tǒng)進(jìn)行加工。

  六軸數(shù)控砂帶磨拋機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能類似于銑削時(shí)的五軸數(shù)控加工中心,砂帶磨削工作輪與端銑刀加工所具有的結(jié)構(gòu)差異使其在型面加工適應(yīng)葉片結(jié)構(gòu)方面,必須具有2個(gè)方向的擺角功能。

  六軸數(shù)控砂帶磨拋機(jī)床具有型面磨削和拋光的雙重功能,功能變換取決于動(dòng)力頭在剛性磨削和浮動(dòng)磨削形式的變換。拋光加工時(shí),啟動(dòng)恒壓浮動(dòng)機(jī)構(gòu),能夠使磨削正向壓力的變化通過壓力傳感器、磨削功率傳感器、恒壓氣缸等機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確控制,適應(yīng)每件葉片型面尺寸一定范圍的差異,實(shí)現(xiàn)不破壞型面精度條件下的拋磨加工。在進(jìn)行型面磨削加工時(shí),鎖住接觸輪浮動(dòng)機(jī)構(gòu),可以進(jìn)行型面的剛性磨削加工。型面的剛性磨削加工,可以在型面的精銑加工精度能力差的情況下,起到補(bǔ)充或代替的作用,其使用的砂帶粒度應(yīng)根據(jù)余量情況進(jìn)行變換,這種加工會改變原有的尺寸位置精度,并且相對于銑削加工,其過大的余量去除會產(chǎn)生較大的應(yīng)力變形。因此,在銑加工具有精度保證能力的前提下,不推薦使用磨削功能。

  機(jī)器人數(shù)控砂帶拋光方法,是由機(jī)器人拿持葉片在程序控制下作復(fù)合運(yùn)動(dòng),在固定的砂帶機(jī)上進(jìn)行拋光加工。其加工利用了逆向工程技術(shù),加工前,機(jī)器人拿持葉片榫頭部位進(jìn)行葉片型面輪廓尺寸的掃描檢測,然后數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)生成加工控制程序,最終在程序控制下實(shí)現(xiàn)葉片的拋光加工。目前,機(jī)器人砂帶磨削方法,因受到運(yùn)動(dòng)精度限制,一般只作為型面拋光加工的手段。

  目前,數(shù)控砂帶磨拋機(jī)床方法因其多方面的優(yōu)勢特點(diǎn),正在成為大型葉片型面拋光加工最為適宜的方法,其綜合性的優(yōu)勢特點(diǎn)還在于既可以進(jìn)行干磨削也可以進(jìn)行濕磨削,還可以進(jìn)行CO2冷卻方式下的超低溫磨削,這對于避免大型鈦合金材料葉片型面拋光產(chǎn)生燒傷、燒蝕非常有利。數(shù)控磨拋機(jī)床的應(yīng)用,改變了大型葉片型面手工拋光勞動(dòng)強(qiáng)度大的狀況,對于大型葉片生產(chǎn)效率提高發(fā)揮了重要作用。

  多軸聯(lián)動(dòng)加工技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,使大型發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片型面加工這一關(guān)鍵加工環(huán)節(jié)在精度和質(zhì)量保證能力方面有了很大的提高,加工效率方面也獲得了滿意的效果,相信隨著工藝設(shè)備技術(shù)的不斷研究改進(jìn),大型風(fēng)扇葉片型面加工技術(shù)會朝著機(jī)械化、自動(dòng)化方向發(fā)展。

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