整体叶盘数控加工技术研究

无需榫头与榫槽就可以把整体叶盘旋转的工作叶片与转子盘毂连接在一起,这种结构形式减少了零件的数量与质量,也避免了榫头的气流损失,大大提高了发动机的性能,所以在航空发动机中整体叶盘的应用越来越广泛。本文采用五坐标数控系统,针对整体叶盘的数控加工技术展开研究。     

整体叶盘复合铣削机床设计

通过盘铣、插铣实验,验证了盘铣应用于整体叶盘加工的可行性,在此基础上提出整体叶盘复合铣加工工艺,将盘铣、插铣、侧铣集成于一台机床上,盘铣用于开槽粗加工、插铣用于曲面成形、侧铣用于除棱清根,实现一次装夹完成整体叶盘的粗加工、半精加工、精加工。以某发动机一级风扇盘开槽粗加工为例,通过UG仿真复合铣、插铣+侧铣、侧铣三种工艺过程,计算出三种工艺的加工时间,计算结果表明复合铣工艺的加工效率是插铣+侧铣的2倍,是侧铣工艺的10倍左右,验证了复合铣工艺的高效性。基于复合铣工艺思想,设计了复合铣机床的整体结构,由高刚性、大扭矩的盘铣、插铣主轴系统实现整体叶盘的复合铣加工,以满足加工的要求。     

整体叶盘叶栅通道电解加工流场仿真研究

电解加工是航空发动机整体叶盘制造的主要技术之一,加工间隙内电解液流动的均匀性是影响加工稳定性和表面粗糙度的核心因素。针对叶栅通道电解加工,对比分析电解液侧流式下的正向流动与反向流动加工间隙内流场状态,通过数值仿真对比分析可知,正流方式下加工间隙内电解液流速较高,流场均匀性较好,故正流方式有利于叶栅通道电解加工。开展了电解液正流电解加工试验,结果表明,采用正流方式进行叶栅通道电解加工,轮毂粗糙度可达0.316μm,叶盆、叶背余量重复误差分别为0.096 mm,0.103 mm,为下一步叶片型面精加工提供了良好的条件。     

整体叶盘铣削参数的优化

针对刀具的磨损和加工效率的问题,通过使用硬质合金刀具对整体叶盘(TC4)切削加工获取参数,根据试验数据建立数学模型,运用遗传算法对目标函数进行优化来解决。以Visual Studio 2010为开发工具,MATLAB为算法工具,SQL Server 2008为数据库系统管理软件,建立了铣削参数优化模块,提高了加工效率,降低了刀具磨损。     

整体叶盘和涡轮叶片加工中的质量细节北大核心

斯达拉格集团是世界领先的机床制造商之一,品牌包括Marken、Berthiez、Bumotec、Dorries、Droop-Rein、Heckert、Scharmann、SIP、Starrag、TTL和WMW,业务范围涉及生产各种铣床、钻削和磨削机械,复合材料和陶瓷材料研制等。     

镍基高温合金整体叶盘叶栅通道电解加工的成形精度控制

针对整体叶盘叶栅通道电解加工中存在的成形精度较低、余量分布不足的问题,采用叶栅通道径向电解加工方法,建立了径向进给方式中加工间隙的数学模型,得到了通道成形过程中侧面间隙的影响规律。在此基础上,分析了电极侧面裸露端、电解液特性、脉冲电流参数以及进给速度等对通道成形的影响,并给出了优化结果。同时开展了叶栅通道径向电解加工实验研究,结果显示:采用优化后的各项参数,在高温镍基合金GH4169叶盘上稳定地加工出了具有较高成形精度的叶栅通道,其叶盆、叶背面的最小精加工余量从1.82 mm和1.56 mm分别提高至2.43 mm和2.41 mm。为后续叶片精加工提供了良好的加工基础。     

整体叶盘多通道电解加工工具运动轨迹及加工参数分析

整体叶盘扭曲叶片型面加工至设计要求之前,毛坯的叶间通道加工是不可缺少的工艺。针对整体叶盘多通道电解加工三轴运动的特点,先将叶片理论型面的参数转换成整体叶盘的叶间通道的参数,再利用最小二乘法生成通道型面的拟合直线,进一步确定管状工具的运动位置。工具的运动轨迹是三轴组合运动的结果,根据工具的运动状态逆向推算即可获取联动三轴各自的加工参数。最后在整体叶盘多通道电解加工机床上开展试验研究。试验表明,运行上述参数可以加工出符合要求的叶间通道。     

整体叶盘叶片型面检测用检具设计

介绍了整体叶盘的结构以及整体叶盘叶片型面的样板检测方法 ,并结合某一试验用整体叶盘 ,给出了测量检具的具体设计步骤     

基于超声振动的镁合金铣削加工仿真与试验研究

在镁合金材料的铣削加工中,通常存在零件变形大、表面质量难以保证等问题,为此,从改变镁合金切削机理的理念出发,提出了一种基于超声振动辅助铣削的镁合金零件铣削加工工艺方法.首先,采用有限元软件ABAQUS,构建了镁合金工件的三维铣削仿真模型;然后,对镁合金工件普通铣削和超声振动铣削过程中,其铣削力和表面应力的变化趋势进行了...     

高速铣削铝合金叶片表面质量的试验研究

使用硬质合金球头铣刀对铝合金叶轮叶片进行了高速铣削试验。研究了切削速度和进给量对加工表面粗糙度的影响。试验结果表明:在高速加工中,每齿进给量比铣削行距对加工表面质量的影响更大;提高切削速度和减少每齿进给量有利于降低加工表面粗糙度。但当切削速度超过某一范围后,进一步提高速度对降低表面粗糙度的作用并不明显;每齿进给量减小到一定范围后,表面粗糙度反而会有所增加;对于铝合金叶片曲面的加工,合理选择切削速度、进给量和行距可获得较低的表面粗糙度值和较高的加工效率。     

叶片数控侧铣表面质量的工艺实验研究

研究应用MATLAB分析软件,某离心压缩机扩压器叶片为研究对象,基于B样条理论进行整体叶轮建模,并对叶片侧铣刀位进行了轨迹规划;通过三坐标数控机床的后置处理程序,生成数控加工程序,进行了计算机数控加工仿真;分析了数控机床刀具类型与切削三要素对叶片表面粗糙度的影响,最后得到影响物体表面粗糙度的参数,及各参数对表面粗糙度影响规律,得出了优化叶片侧铣最佳表面质量的工艺参数,对于加工叶片侧铣最佳表面质量的工艺有重要指导意义。     

切削液对叶片材料N87铣削加工表面质量的影响研究

汽轮机叶片的表面质量是影响汽轮机动力学性能和工作效率的一个主要因素。本文以制造汽轮机某级叶片的材料N87为研究对象,通过多因素工艺实验,分析了铣削时切削液的浇注压力和浇注方向对材料表面质量的影响。验结果表明切削液喷射压力升高降低了工件表面进给方向的残余拉应力,提高了垂直于进给方向的压应力。工件的表面粗糙度也大大降低,同时已加工表面的撕裂和犁沟也减小,表面形貌得到改善。相比切出方向而言,从切入方向喷入切削液可以更好起到提高材料表面质量的作用。本文研究结论将对合理利用切削液和提高材料表面质量有一定的指导意义。     

加工中心铣削涡轮叶片工艺参数的优化

针对涡轮叶片的复杂外形,以表面粗糙度与切削效率为评价指标,完成了以切削深度、主轴转速、切削速度、跨度为切削参数的叶片铣削工艺试验研究,用极差分析法考察了切削参数对表面质量和加工效率的影响规律,并用加权综合评分法进一步探讨了各切削参数对2个评价指标的影响,从而实现了切削参数在考虑加权因子条件下的优化.     

开式整体叶盘通道插铣粗加工技术的研究

针对整体叶盘等复杂结构件，从锻造毛坯到最终零件加工成形，需要切除大量的多余材料的问题，提出了一种开式整体叶盘通道的五坐标插铣粗加工方法。利用直纹面逼近叶型曲面，进而确定通道粗加工区域的边界轮廓；通过连接刀心轨迹线和刀轴驱动线上的对应点，规划插铣粗加工叶盘通道时的刀具轨迹。加工实践表明，利用插铣方式，可以有效避免粗加工过程中的振动现象，开式整体叶盘的粗加工效率提高50%以上。     

基于3轴2联动数控铣床加工曲面的方法

对零件中曲面的数控加工方法进行了阐述,提出利用3轴2联动数控铣床加工曲面的可行性,结合UG软件说明自动编程的方法和注意事项,最后以实例说明了具体方法和步骤,证明了利用3轴2联动数控铣床加工曲面的可行性。     

基于Vericut的数控铣床加工仿真研究

介绍了数控加工仿真软件Vericut的作用与功能,并通过具体实例阐述了利用CAXA制造工程师和Vericut系统相结合进行数控铣床加工仿真的一般步骤,说明了Vericut软件在数控加工仿真技术中的优越性.     

整体叶轮数控加工方法研究

为提高涡轮叶片的加工效率,提出了一种侧铣加工方法代替传统的加工方法,并给出了叶片加工刀位生成、叶片侧铣误差的控制算法.通过模拟加工和刀路检验,验证了这种方法的合理性,在保证精度的前提下,大大提高了加工效率,对于整体叶轮叶片的数控加工具有实际参考价值.     

基于3轴2联动数控铣床加工曲面的方法

对零件中曲面的数控加工方法进行了阐述,提出利用3轴2联动数控铣床加工曲面的可行性,结合UG软件说明自动编程的方法和注意事项,最后以实例说明了具体方法和步骤,证明了利用3轴2联动数控铣床加工曲面的可行性。     

自由曲面微铣刀加工路径建模与仿真

为提高微小自由曲面数控加工精度与效率,对选择高效的自由曲面微铣刀加工路径进行了研究和讨论。在UG软件中,不同的加工模式对于自由曲面可得到不同的加工路径。首先,建立自由曲面模型并选定加工参数;然后,选用三种不同的加工方法,分别跟随周边、单向和往复,对三种加工路径进行铣削加工编程与仿真,分析了不同加工路径过切量与欠切量的结果,并对每种路径的加工时间进行了比较;最后,根据仿真及分析结果确定了具有较好加工精度和高效的加工路径。仿真结果表明,单向方式的加工路径可获得最小过切量,而往复加工路径可获得最小的欠切量。在加工时间方面,三种加工路径跟随周边、单向和往复的铣削时间分别为53s、115s和65s。通过对三种路径的分析与比较,选择高效的加工路径,帮助提高生产效率和加工精度。     

基于UGNX 8.0的叶片仿真加工研究

利用UGNX 8.0强大的建模及数控加工模块对复杂零件叶片进行仿真模拟加工,生成叶片粗加工、精加工、分流叶片精加工、流道精加工的刀具轨迹与加工仿真模拟,完成了叶片的仿真加工。