一种涡轮叶片窄槽磨削方法技术

本发明专利技术提供一种涡轮叶片窄槽磨削方法，具体步骤如下：选择CBN砂轮作为窄槽磨削的刀具；根据单次磨削切深的大小将磨削加工分为大切深磨削和小切深磨削，进行大切深磨削时，提高砂轮线速度和磨削深度；进行小切深磨削时提高砂轮线速度和工件进给速度，实现涡轮叶片上窄槽的快速磨削，本发明专利技术通过对切削过程中的刀具磨损形态、加工效率、加工表面质量等进行了测量和分析，克服了原有零件无法满足设计要求及加工效率提升等问题。加工效率提升等问题。加工效率提升等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮叶片窄槽磨削方法


[0001]本专利技术属于涡轮叶片加工
，具体属于一种涡轮叶片窄槽磨削方法。

技术介绍

[0002]现有燃机用涡轮叶片锁板槽加工均采用车削加工工艺，而涡轮叶片设计选取材料主要是高温合金，其具有强度高、韧性好、耐高温的特性，属于典型难加工材料，尽管对车刀的选型及材质进行了不断进行，但在实际加工过程中仍无法避免刀刃断裂所带来的风险，同时，现有车削加工效率低，难以保证大批量叶片的生产加工任务，
[0003]以缓进深切磨削、高速超高速磨削、高效深切磨削等为代表的高效精密磨削技术的磨削加工效率高，特别适合在高温合金等难加工材料的生产加工中，但在窄槽加工中，特别是槽深宽比大的窄槽中，由于砂轮加工面小，加工过程中砂轮强度不够，容易产生砂轮破损，影响叶片加工质量，并且窄槽磨削加工余量大，冷却难度大，热量难以排出，容易产生加工烧伤或者裂纹。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种涡轮叶片窄槽磨削方法，通过对切削过程中的刀具磨损形态、加工效率、加工表面质量等进行了测量和分析，克服了原有零件无法满足设计要求及加工效率提升等问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种涡轮叶片窄槽磨削方法，具体步骤如下：
[0006]S1选择CBN砂轮作为窄槽磨削的刀具；
[0007]S2根据单次磨削切深的大小将磨削加工分为大切深磨削和小切深磨削，进行大切深磨削时，提高砂轮线速度和磨削深度；进行小切深磨削时提高砂轮线速度和工件进给速度，实现涡轮叶片上窄槽的快速磨削。
[0008]进一步的，S1中，CBN砂轮的尺寸按照窄槽尺寸理论值设置。
[0009]进一步的，S2中，所述大切深磨削为缓进磨削，小切深磨削为快速进给磨削。
[0010]进一步的，S2中，单次磨削切深大于0.5mm的磨削加工为大切深。
[0011]进一步的，S2中，进行大切深磨削时，CBN砂轮的线速度不低于40m/s，进给速度不大于200mm/min，切削深度不小于0.5mm。
[0012]进一步的，S2中，单次磨削切深小于0.2mm的磨削加工为小切深。
[0013]进一步的，S2中，CBN砂轮线速度不低于40m/s，进给速度不大于1000mm/min，切削深度不大于0.2mm。
[0014]进一步的，进行大切深磨削时，先采用常规加工参数进行试加工，逐步提高砂轮线速度和磨削深度，得到在磨削加工质量和设备加工性能指标限定下的最优加工参数。
[0015]进一步的，进行小切深磨削时，以常规加工参数为基础，大幅提高工件进给速度和砂轮线速度，得到在磨削加工质量和设备加工性能指标限定下的最优加工参数。
[0016]进一步的，所述窄槽磨削采用三轴磨床或者五轴磨削中心进行加工。
[0017]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0018]本专利技术提供一种涡轮叶片窄槽磨削方法，选用CBN砂轮作为窄槽磨削的刀具，且根据单次磨削切深度将磨削加工分为两类，有针对性的调整两类磨削加工方法的加工参数，从而提高加工效率，并且能够快速解决窄槽磨削烧伤和磨削裂纹的产生，保证零件尺寸合格，特别是窄槽转接R的尺可合格，同时，优化加工参数，提高零件的加工效率200％以上。
附图说明
[0019]图1为磨加工锁板槽尺寸示意图；
[0020]图2为磨加工内、外缘板槽尺寸示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。
[0022]本专利技术提供一种涡轮叶片窄槽磨削方法，结合涡轮叶片材料、设计尺寸、加工部位结构特点、设备能力及经济效益进行方案设计，具体如下：
[0023]1)刀具的选择
[0024]在磨削刀具的选取中，由于窄槽宽度尺寸的限制，普通砂轮结合强度不够，加工过程中砂轮容易崩边或开裂，存在安全隐患；CBN砂轮以立方氮化硼为磨料，分别用金属粉、树脂粉、陶瓷和电镀金属作结合剂，可以根据加工形状尺寸制作成对应的刀具形状，相比于普通砂轮，具有高硬度、高韧性，硬度仅次于金刚石，能够长期保持磨粒微刃的锋利性，切削性高。同时相较于普通砂轮，无需使用滚轮修整，整个CBN砂轮整体结构稳定，形状保持性好，加工精度高，对于窄槽加工具有天然的加工优势，因此选择CBN砂轮作为窄槽加工的刀具，CBN砂轮按照窄槽尺寸理论值进行设计制造。
[0025]2)加工参数的选择
[0026]采用三轴磨床或者五轴磨削中心进行加工，需满足砂轮线速度不低于40m/s，根据线速度公式CBN砂轮直径为φ300mm，砂轮轴转速应不低于2546.47r/min，主轴进给速度应不低于1000mm/min，根据设备加工功能，选择合适的加工参数，根据磨削加工原理，制定了两种磨削加工参数方案，具体如下：
[0027]①
大切深缓进给磨削技术
[0028]高温合金涡轮叶片磨削加工中，对于单次磨削切深大于0.5mm的磨削加工定义为大切深，大切深磨削是使用较高的砂轮速度和较大材料切除率的一种缓进磨削的形式。它是缓进磨削和高速磨削的结合，因而可以获得大的材料切除率和好的表面粗糙度。
[0029]大切深缓进给磨削中具体参数：一般砂轮线速度不低于40m/s，进给速度不大于200mm/min，切削深度不小于0.5mm；
[0030]大切深缓进给磨削的具体操作过程为：
[0031]首先采用较为保守的加工参数，观察其是否可行，在此基础上提高砂轮线速度v
s
，并相应提高磨削深度a
p
，根据磨削加工质量和设备加工性能指标，在保证加工质量的前提下，不断提高加工参数，从而提高加工效率，最终确定最优加工参数。
[0032]②
小切深快速进给磨削技术
[0033]高温合金涡轮叶片磨削加工中，对于单次磨削切深小于0.2mm的磨削加工定义为小切深，小切深磨削是指使用较高的工件进给速度和较小材料切除率的一种快速进给磨削形式。
[0034]小切深快速进给磨削中具体参数：一般砂轮线速度不低于40m/s，进给速度不大于1000mm/min，切削深度不大于0.2mm，
[0035]与普通现场加工参数相比，大幅提高工件进给速度v
w
，提高砂轮线速度v
s
，根据磨削加工质量和设备加工性能指标，在保证加工质量的前提下，不断提高加工参数，从而提高加工效率，最终确定最优加工参数。
[0036]3)加工表面质量检测
[0037]高温合金涡轮叶片通过砂轮优选和加工参数优化提高了加工效率，但是涡轮叶片的加工质量是磨削效果的重要指标，需通过表面粗糙度，荧光，金相分析等手段对磨削效果进行验证，分析工件进给速度、砂轮线速度、切削深度对涡轮叶片表面粗糙度和组织结构的影响，确定最优加工参数。
[0038]本专利技术提供一种涡轮叶片窄槽磨削方法，通过刀具选型、加工参数制定和表面加工质量检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮叶片窄槽磨削方法，其特征在于，具体步骤如下：S1选择CBN砂轮作为窄槽磨削的刀具；S2根据单次磨削切深的大小将磨削加工分为大切深磨削和小切深磨削，进行大切深磨削时，提高砂轮线速度和磨削深度；进行小切深磨削时提高砂轮线速度和工件进给速度，实现涡轮叶片上窄槽的快速磨削。2.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片窄槽磨削方法，其特征在于，S1中，CBN砂轮的尺寸按照窄槽尺寸理论值设置。3.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片窄槽磨削方法，其特征在于，S2中，所述大切深磨削为缓进磨削，小切深磨削为快速进给磨削。4.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片窄槽磨削方法，其特征在于，S2中，单次磨削切深大于0.5mm的磨削加工为大切深。5.根据权利要求4所述的一种涡轮叶片窄槽磨削方法，其特征在于，S2中，进行大切深磨削时，CBN砂轮的线速度不低于40m/s，进给速度不大于200mm/min，切削深度不小于0.5m...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖红，杨薇，赵彦辉，杨嘉，王瑞科，王文博，王贺，王杰，
申请(专利权)人：中国航发动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：