低压涡轮导向叶片加工工艺研究

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1、低压涡轮导向叶片加工工艺研究　　　　摘要：本文重点分析了机械加工的几道关键工序，采用车削、电加工等工艺，对加工工艺参数的设计、计算进行了研究，通过试验验证了工艺方法的可行性。下载论文网　　关键词：低压导向叶片、电加工、气膜孔、车削　　一、叶片特性分析　　1、叶片结构分析。低压涡轮导向叶片的叶身为无余量精铸结构毛料，带有上、下缘板，留有机械加工余量，安装板具有空间角度；叶片内腔空心，壁薄，加工易变形。　　2、叶片材料特性。低压导向叶片的材料为K465，是一种高温定向合金材料，工作温度为1100℃，加工性能差。　　二、加工工艺路线分析　　（一）工艺路线的确定　　

2、磨进气边基准面→磨排气边基准面→磨盆向安装板→磨背向安装板→缓进磨进气边上安装板→车进气边缘板→车排气边缘板→钻孔→数控铣小安装板定位槽→电火花叶身气膜孔→电脉冲上安装板气膜孔和盆背封严槽。　　（二）本工艺路线的优点　　1、加工中将毛料叶身基准转到安装板上。2、考虑到组件加工叶身气膜孔存在干涉问题，在单件上将叶身气膜孔加工完成。封严槽的加工安排在组件所有基准面加工后，保证盆背封严槽装配的一致性。3、加工上、下进排气边缘板时，采用缓进磨加工和车削加工的方式，先采用缓进磨将组件的基准加工完成，后用两道车加工的工序完成整个圆弧的加工，保证圆弧的一致性并提高了加工效

3、率。4、高精度的定位槽和孔的加工过程中，采用四坐标铣床并保证加工基准的统一。　　三、试验方案及解决措施　　（一）缓进磨削加工上缘板外圆及端面试验，制定合理的磨削参数，解决磨削裂纹问题　　选用数控缓进磨削设备，该设备中的X、Y、Z、V、B可以实现五轴联动，对空间圆弧曲面进行加工。实际加工中，真正参与加工的仅有X、Y、Z、B轴联动，所以该设备本质上是属于七轴四联动设备。设计了可靠的夹、测具可保证上缘板外圆及端面的尺寸精度。　　1、缓进磨削数控程序。缓进磨削数控程序编制需要两个关键参数，旋转台的翻转角度A和在主轴方向上要磨削的圆弧最高点与翻转台的距离r，这两个参数

4、需要根据砂轮主轴行程及旋转台翻转的范围来确定，翻转角度A需要通过干涉计算出临界角度，并经计算加工不产生干涉。根据A角及主轴行程，最终选择了夹具的合适加工位置，当夹具固定后，便可通过测量计算出r值。参数A及r是缓进磨削加工编程和程序调试的关键参数。　　2、选择磨削砂轮。针对被加工材料特性，选用超软砂轮PA/WA60E8V35m/s（棕刚玉，白刚玉；粒度60磨料砂轮），砂轮的直径为500，适用于外圆的加工。　　3、选择冷却方法与冷却液。磨削表面质量、工件精度和砂轮的磨损在很大程度上受冷却效果的影响。采用高压将冷却液注入砂轮，使砂轮富含冷却液。并随着砂轮旋转产生的

5、离心力高速甩出，直接进入冷却区域，提高冷却和润滑效果，改善工件质量，减少砂轮磨损。　　4、选择磨削参数。经过对试验件选用不同的参数进行加工试验，确定不产生烧伤和加工效率高的加工参数为：　　粗加工参数为：砂轮线速度为20-40m/s，磨削进给速度：100毫米/分，吃刀量：，砂轮修整量mm；　　精加工参数为：砂轮线速度为30-50m/s，磨削进给速度：100毫米/分，吃刀量：，砂轮修整量。　　（二）试验叶身气膜孔的加工，加工方法的选择，夹具结构及加工参数的确定，保证位置精度。　　1、加工方法及夹具结构。采用数控高速电火花小孔机床ZT010A，该机床属电火花加工设

6、备。采用空心铜管作为电极，由导向器导向，在电极与工件之间施加高频脉冲电源，加工使主轴带动电极在伺服系统控制下作伺服进给，在电极与工件之间产生脉冲高频放电，有控制的蚀除工件。加工中，高压水质工作液从电极的内孔中喷出，对加工区域实施强迫排屑冷却，保证加工的顺利进行。　　2、电加工工艺参数确定。电加工气膜孔须符合文件中相关要求，对表面不规则性、晶间腐蚀、局部腐蚀、断弧或电弧烧伤及再铸层厚度等都有严格规定。其中再铸层厚度要求小于，其与加工材料，电加工参数都存在关联。通过选取多种参数送理化检测，确定合理参数。　　脉宽20ms脉间24ms高压电流8A伺服50%　　理化检

7、测再铸层厚度符合要求，加工效率高。因此选用该参数作为电加工气膜孔最终参数。　　（三）进行缘板车削的攻关试验，采用组合车床的工装，选择合适的刀具及合理的参数　　1、确定车加工的工装。由于该台叶片只生产一台，在工艺准备时没有派制专用的工装，确定采用组合工装。工装结构确定为制作专用定位块，受结构和叶片尺寸大小的限制，车床转盘上只装配四个工位，就是每圈只加工四组叶片。定位块的尺寸没有到最后的尺寸，组装后在车床上组合车加工。由于组合工装的底盘重量大，只能安装在数控立车上加工。　　2、刀具材料的选择。用YG10H材料车刀加工叶片。　　3、加工参数的确定。走刀量/转，粗车

8、时的进给量≤，精车时的进给量≤。切削速度≤米/秒，车