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、波紋度滿足設計要求、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有大的改變。對于實際加工而言，葉片型面精加工是在去除銑加工存留刀痕的基礎上，達到所要求的粗糙度、波紋度。型面每處的單面金屬去除量不應大于0.05MM。

　　目前，利用數(shù)控砂帶磨拋機床進行葉片型面光精加工的方式，是實際加工應用較為成熟的方法，而利用數(shù)控金剛石磨輪磨削機床進行葉片型面光精加工的方式，是正在嘗試應用的一種方法。這些加工方式之所以被選擇應用是因為它們各具特點。

　　首先，對于數(shù)控砂帶磨拋機床加工方法而言，其具有以下特點：

　　1、砂帶磨削磨粒銳利，磨削效率高，已達到銑削的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，砂帶周長較大，磨粒散熱時間間隔長，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構，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行磨削，磨具尺寸有較好的穩(wěn)定性;

　　5、砂帶磨削不能進行大余量去除的長時間加工，砂帶含有的磨料總量有限，大余量去除的長時間加工會使磨料迅速消耗掉，需要中斷加工進行砂帶更換。

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

　　六軸數(shù)控砂帶磨拋機床的運動功能類似于銑削時的五軸數(shù)控加工中心，砂帶磨削工作輪與端銑刀加工所具有的結構差異使其在型面加工適應葉片結構方面，必須具有2個方向的擺角功能。

　　六軸數(shù)控砂帶磨拋機床具有型面磨削和拋光的雙重功能，功能變換取決于動力頭在剛性磨削和浮動磨削形式的變換。拋光加工時，啟動恒壓浮動機構，能夠使磨削正向壓力的變化通過壓力傳感器、磨削功率傳感器、恒壓氣缸等機構進行精確控制，適應每件葉片型面尺寸一定范圍的差異，實現(xiàn)不破壞型面精度條件下的拋磨加工。在進行型面磨削加工時，鎖住接觸輪浮動機構，可以進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，起到補充或代替的作用，其使用的砂帶粒度應根據(jù)余量情況進行變換，這種加工會改變原有的尺寸位置精度，并且相對于銑削加工，其過大的余量去除會產(chǎn)生較大的應力變形。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。

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

　　目前，數(shù)控砂帶磨拋機床方法因其多方面的優(yōu)勢特點，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)勢特點還在于既可以進行干磨削也可以進行濕磨削，還可以進行CO2冷卻方式下的超低溫磨削，這對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)控磨拋機床的應用，改變了大型葉片型面手工拋光勞動強度大的狀況，對于大型葉片生產(chǎn)效率提高發(fā)揮了重要作用。

　　多軸聯(lián)動加工技術的發(fā)展應用，使大型發(fā)動機風扇葉片型面加工這一關鍵加工環(huán)節(jié)在精度和質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，相信隨著工藝設備技術的不斷研究改進，大型風扇葉片型面加工技術會朝著機械化、自動化方向發(fā)展。