葉片型面的高精度磨削

　　葉片型面光精加工是為了保證型面粗糙度、波紋度滿足設(shè)計(jì)要求、材料組織性能不產(chǎn)生變化，并且加工中要保證銑加工所獲得的幾何尺寸和位置精度基本沒(méi)有大的改變。對(duì)于實(shí)際加工而言，葉片型面精加工是在去除銑加工存留刀痕的基礎(chǔ)上，達(dá)到所要求的粗糙度、波紋度。型面每處的單面金屬去除量不應(yīng)大于0.05MM。

　　目前，利用數(shù)控砂帶磨拋機(jī)床進(jìn)行葉片型面光精加工的方式，是實(shí)際加工應(yīng)用較為成熟的方法，而利用數(shù)控金剛石磨輪磨削機(jī)床進(jìn)行葉片型面光精加工的方式，是正在嘗試應(yīng)用的一種方法。這些加工方式之所以被選擇應(yīng)用是因?yàn)樗鼈兏骶咛攸c(diǎn)。

　　首先，對(duì)于數(shù)控砂帶磨拋機(jī)床加工方法而言，其具有以下特點(diǎn)：

　　1、砂帶磨削磨粒銳利，磨削效率高，已達(dá)到銑削的10倍、普通砂輪磨削的5倍;

　　2、砂帶磨削與工件摩擦較小，磨削生熱少，砂帶周長(zhǎng)較大，磨粒散熱時(shí)間間隔長(zhǎng)，容易獲得空氣和切削液的完全冷卻，可有效減少工件變形、避免燒傷和燒蝕;

　　3、砂帶本身的柔軟性和工作輪表面的橡膠體結(jié)構(gòu)，保證砂帶磨削與工件柔性接觸，具有較好的跑合和拋光作用;

　　4、砂帶磨削有穩(wěn)定的磨具尺寸，由于砂帶依附于工作輪上進(jìn)行磨削，磨具尺寸有較好的穩(wěn)定性;

　　5、砂帶磨削不能進(jìn)行大余量去除的長(zhǎng)時(shí)間加工，砂帶含有的磨料總量有限，大余量去除的長(zhǎng)時(shí)間加工會(huì)使磨料迅速消耗掉，需要中斷加工進(jìn)行砂帶更換。

　　砂帶磨削的上述特點(diǎn)使大型鈦合金風(fēng)扇葉片型面拋光實(shí)現(xiàn)程序控制條件下的機(jī)械化生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。目前，用于葉片拋光的數(shù)控砂帶磨削方式，有2種方法可供選擇應(yīng)用：一種是使用六軸數(shù)控砂帶磨拋機(jī)床進(jìn)行加工，另一種是使用機(jī)器人數(shù)控砂帶拋光系統(tǒng)進(jìn)行加工。

　　六軸數(shù)控砂帶磨拋機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能類似于銑削時(shí)的五軸數(shù)控加工中心，砂帶磨削工作輪與端銑刀加工所具有的結(jié)構(gòu)差異使其在型面加工適應(yīng)葉片結(jié)構(gòu)方面，必須具有2個(gè)方向的擺角功能。

　　六軸數(shù)控砂帶磨拋機(jī)床具有型面磨削和拋光的雙重功能，功能變換取決于動(dòng)力頭在剛性磨削和浮動(dòng)磨削形式的變換。拋光加工時(shí)，啟動(dòng)恒壓浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠使磨削正向壓力的變化通過(guò)壓力傳感器、磨削功率傳感器、恒壓氣缸等機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確控制，適應(yīng)每件葉片型面尺寸一定范圍的差異，實(shí)現(xiàn)不破壞型面精度條件下的拋磨加工。在進(jìn)行型面磨削加工時(shí)，鎖住接觸輪浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以進(jìn)行型面的剛性磨削加工。型面的剛性磨削加工，可以在型面的精銑加工精度能力差的情況下，起到補(bǔ)充或代替的作用，其使用的砂帶粒度應(yīng)根據(jù)余量情況進(jìn)行變換，這種加工會(huì)改變?cè)�有的尺寸位置精度，并且相�?duì)于銑削加工，其過(guò)大的余量去除會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力變形。因此，在銑加工具有精度保證能力的前提下，不推薦使用磨削功能。

　　機(jī)器人數(shù)控砂帶拋光方法，是由機(jī)器人拿持葉片在程序控制下作復(fù)合運(yùn)動(dòng)，在固定的砂帶機(jī)上進(jìn)行拋光加工。其加工利用了逆向工程技術(shù)，加工前，機(jī)器人拿持葉片榫頭部位進(jìn)行葉片型面輪廓尺寸的掃描檢測(cè)，然后數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)生成加工控制程序，最終在程序控制下實(shí)現(xiàn)葉片的拋光加工。目前，機(jī)器人砂帶磨削方法，因受到運(yùn)動(dòng)精度限制，一般只作為型面拋光加工的手段。

　　目前，數(shù)控砂帶磨拋機(jī)床方法因其多方面的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，正在成為大型葉片型面拋光加工最為適宜的方法，其綜合性的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)還在于既可以進(jìn)行干磨削也可以進(jìn)行濕磨削，還可以進(jìn)行CO2冷卻方式下的超低溫磨削，這對(duì)于避免大型鈦合金材料葉片型面拋光產(chǎn)生燒傷、燒蝕非常有利。數(shù)控磨拋機(jī)床的應(yīng)用，改變了大型葉片型面手工拋光勞動(dòng)強(qiáng)度大的狀況，對(duì)于大型葉片生產(chǎn)效率提高發(fā)揮了重要作用。

　　多軸聯(lián)動(dòng)加工技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使大型發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片型面加工這一關(guān)鍵加工環(huán)節(jié)在精度和質(zhì)量保證能力方面有了很大的提高，加工效率方面也獲得了滿意的效果，相信隨著工藝設(shè)備技術(shù)的不斷研究改進(jìn)，大型風(fēng)扇葉片型面加工技術(shù)會(huì)朝著機(jī)械化、自動(dòng)化方向發(fā)展。