确认程序可行后,选择和真件完全一样的拉槽试验件,在数控倒角上进行试验,调整加工程序,试验切削参数,最终切削参数为:
a.铣刀铣削倒角加工:
铣刀转速n= 25400 r/min
进给量f= 620 mm/min
切削深度ap= 0.1mm,
b.粗、细动力刷抛磨倒圆加工:
零件转速n=6 r/min
刷子进给量=2000mm/min
刷子切向速度=17m/sec
(4)数控复合光整工艺
研究采用数控铣和刷子自动抛光的复合光整工艺,分五个工步。
工步1,装夹零件如图7所示,找正、压紧;
图7零件装夹方式
工步2,利用测头对零件位置进行检测,保证加工精度,检测的同时测头处有自动喷气装置,将抛光油及其他杂物去除,防止产生测量误差。
工步3,零件不动,选用高速旋转的专用铣刀沿榫槽一侧轮廓边缘四轴联动铣削倒角。达到0.4×45°,表面粗糙度达到Ra1.6;
工步4,零件顺时针旋转,粗端面刷反方向旋转并沿榫槽端面左右往复运动,抛磨榫槽边缘铣削部位;零件逆时针旋转,粗端面刷反转并往复抛磨。榫槽边缘倒圆达到R0.4-0.6并圆滑转接,表面粗糙度达到Ra0.8μm;
工步5,零件顺时针旋转,细端面刷反方向旋转分别沿榫槽端面左右往复运动,细抛榫槽边缘圆角部位;零件逆时针旋转,细端面刷反转并往复精抛。榫槽边缘倒圆R0.4-0.6并圆滑转接,表面粗糙度Ra值小于0.8μm。
2.4复合光整加工的效果分析
(1)加工质量保证能力及其稳定性
任何一种光整加工方法,在对零件表面进行光整加工后,衡量其表面质量的主要内容包括表面粗糙度Ra值的降低(可达值);毛刺去除及凌边质量的改善,表面物理学性能的改善。数控复合光整加工技术彻底改变了人为控制光整质量的缺陷,解决了人工倒圆质量不稳定的技术难题,实现涡轮盘榫槽边缘倒圆数控程序控制,大大提升了加工质量保证能力及其稳定性。
(2)加工生产率
任何一种先进的工艺技术,除了在加工质量上是先进的,在加工生产效率上也是先进的。数控复合光整加工技术从根本意义上讲,就是以现代的先进技术替代陈旧、落后、繁重的人工劳动,彻底改变劳动者的生产环境,并从繁重的人工劳作中解放出来。
(3)涡轮盘人工与数控复合光整加工比对
与利用工具人工加工相比,数控复合光整加工具备如下优势:表面质量状态好,倒圆值规矩且稳定;同样加工状态下,生产效率高;加工环境优,封闭、湿态、无污染;大大减轻了工人的劳动强度。见表1。
表1 涡轮盘人工与数控复合光整加工比对
3 结论
通过对涡轮盘榫槽边缘数控复合光整加工工艺进行研究,拓宽了盘类件榫槽边缘光整加工工艺技术,突破了榫槽边缘自动倒圆的技术瓶颈,填补了行业盘类件榫槽边缘数控光整制造技术空白,为提高航空盘类件制造质量奠定了扎实的基础。
零件的表面质量对零件的使用性能、寿命和可靠性都有很大影响。随着新型航空发动机性能的不断提高,对零件的表面质量也提出了越来越高的要求。作为提高零件表面质量的表面光整加工技术已经成为改善零件和产品的使用性能、提高可靠性、延长使用寿命的重要途径之一。该新技术减轻了工人的劳动强度,减少了环境污染,必将得到很好的推广和应用。