涡轮叶片榫头侧边圆角阵列加工工艺研究

航空发动机涡轮叶片是发动机内核心部件,而叶片的加工通常以榫头为工艺基准,故叶片榫头的加工对整个叶片有着至关重要的影响。针对榫头侧边圆角,现在工厂通用的数控加工工艺是:先在多轴加工中心进行铣削加工再进行机械光饰。但常规多轴联动铣削效率低,使用设备复杂,加工成本高。因此,提出了基于矩形阵列数控机床(三轴联动)的超硬磨料数控磨抛倒圆工艺系统。其中,利用超硬磨料数控磨削抛光组合工艺,解决了倒圆铣削加工效率低且不能保证表面质量的问题,加工完成后榫头侧边圆角轮廓度可达20μm。而采用多主轴矩形阵列数控机床(三轴联动)后相较原来的多轴加工中心大幅度降低了设备的使用成本,且单个榫头侧边圆角加工时间缩短在180s内,为采用更多主轴矩形阵列机床加工奠定了基础。

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。

航空发动机中小型整体叶盘自动化抛光技术

在满足工程化应用的前提下,为了实现中小型整体叶盘的全型面抛光,从抛光工具、抛光轨迹以及工艺参数等方面开展了研究。为了提高叶根圆弧抛光轮的使用寿命,基于橡胶断裂机理并利用有限元仿真对抛光轮结构进行了改进。通过真实零件的抛光实验,对抛光轨迹进行了规划,并获得了可靠的抛光工艺流程与参数。实验结果表明,抛光后铣削纹路完全去除,零件表面粗糙度Ra<0.4μm,抛光深度约为0.01~0.02 mm,满足实际抛光的技术要求。该技术攻克了国内中小型整体叶盘全型面自动化抛光的技术难题,有望实现对于现有手工抛光的取代。