钛合金TC4的超硬磨料柔性抛光轮数控抛光试验研究

航空发动机叶片钛合金材料在数控磨抛加工中容易发生烧伤及黏附现象,针对常用的TC4材料开展了超硬磨料柔性抛光轮数控抛光试验研究。分析了超硬磨料柔性抛光轮抛光参数中转速、进给速度、预压量及行距对抛光去除深度及抛光后试件表面粗糙度的影响规律并通过正交试验分析了各抛光参数影响的主次关系。确认了钛合金试件抛光表面黏附物质成分,并同时分析了表面黏附物的形成原理。给出了TC4钛合金材料在超硬磨料柔性抛光轮数控抛光过程中工艺参数的选择策略,为TC4材料的航空发动机叶片和整体叶盘在超硬磨料柔性抛光轮数控抛光过程中提供理论依据和技术基础。

叶片进排气边抛光工艺及其参数优化

叶片是航空发动机关键零部件之一,具有复杂的几何形状、极高的几何精度和表面质量要求。其中,叶片进排气边作为影响整机性能的关键区域,其较小的半径尺寸、急剧的曲率变化使得数控自动化抛光难以实现。为此,提出一种采用电镀超硬磨料柔性抛光轮定轨迹抛光的方法。通过优化线速度和预压量等抛光工艺关键参数,建立相应的抛光去除量和表面粗糙度变化曲线。实验结果表明,随着线速度和预压量的增加,进排气边的去除量也随之增加。不同尺寸半径试件(R2 mm,R1.5 mm,R1 mm)表面粗糙度在线速度为12.56 m/s和预压量为0.3 mm时呈现出最低值(Ra1.05μm,Ra 0.86μm,Ra 0.81μm)。通过不同尺寸半径试件抛光参数优化方法研究,为实现叶片进排气边的高精度数控自动化抛光提供了有利支撑。

具有误差修正功能的叶片变预压量抛光技术

针对目前部分叶片铣削后具有较大轮廓度误差以及微小进排气边,采用力控抛光方法难以达到预定要求的状况,提出了一种利用柔性金刚石抛光轮的变预压量误差修正抛光方法。首先,利用在机快速测量装置测量获取叶片待加工余量情况,然后通过分析测量数据确定叶片抛光轨迹和抛光预压量,从而达到对抛光去除量大小的控制,实现叶片型面自适应抛光的结果。最后,利用常规3轴机床对某型号叶片进行了包含叶根过渡圆弧的全型面抛光试验,试验结果表明,用该方法抛光后,叶片型面轮廓度由抛光前的0.02~0.12mm改变为–0.04~–0.005mm,余量稳定控制到了公差带内。与传统的方法相比,采用高精度超硬磨料复杂母线弹性抛光轮可以实现叶片非均匀去量,有效地改善了叶片型面轮廓度。该技术可以广泛用于中小叶片的低成本高精度抛光加工。

五轴联动抛光机床的研制与应用

零件的表面抛光质量和抛光精度会显著影响其使用寿命和性能,通过五轴联动数控技术和柔性抛光工具对航空航天关键零件表面进行抛光处理是一种新的工艺方法。为了满足关键零件抛光加工的技术需求,研制出五轴联动抛光机床和柔性砂带抛光轮。本文介绍了机床的结构与性能,抛光系统的工作原理以及其在航天航空关键零部件(机匣、桨毂、叶盘等)生产中的应用。五轴联动抛光机床的应用可以改善加工质量,提高生产效率,减少劳动强度,降低生产成本,对航空航天重要零件的抛光加工具有重要意义。