[發(fā)明專利]一種圓弧槽及圓弧的數(shù)控磨削方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910010226.9
• 申請日: 2009-01-21
• 公開（公告）號: CN101780653A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳衛(wèi)東;藺志強(qiáng);祝麗娜;賈爽
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司
• 主分類號: B24B19/02
• 分類號: B24B19/02
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術(shù)領(lǐng)域

超大尺寸圓弧槽及圓弧的數(shù)控磨削技術(shù)屬于數(shù)控加工工藝領(lǐng)域， 針對大型航空發(fā)動機(jī)渦輪部件開發(fā)的。該技術(shù)已經(jīng)在重型燃機(jī)渦輪葉 片研制中得以應(yīng)用，也可推廣應(yīng)用于其他制造領(lǐng)域，特別是高溫合金 難加工材料制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在公司研發(fā)的某型燃機(jī)863項目中，渦輪葉片的直徑達(dá)到了2米 以上，最大的超過3米，在公司的當(dāng)時生產(chǎn)條件下，還沒有大型車床 能用來研制生產(chǎn)這種大型葉片，即使有了大型車床，加工這種高溫材 料的葉片，其生產(chǎn)效率也極低，所以我們開始在數(shù)控緩進(jìn)磨設(shè)備上， 利用數(shù)控插補(bǔ)工藝進(jìn)行研制生產(chǎn)。通過合理的設(shè)計工藝參數(shù)及工藝設(shè) 備，完成了這種大型葉片的研制任務(wù)。傳統(tǒng)的加工方法是車削加工， 需要根據(jù)圓弧大小選用車床，如果圓弧直徑尺寸過大，就需要選用超 大車床進(jìn)行加工，而選用七軸五聯(lián)動設(shè)備，就可以利用該設(shè)備加工任 意尺寸的圓弧。該設(shè)備與普通數(shù)控設(shè)備大小相差不多，占地面積比立 式車床小一半。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種對超大尺寸圓弧槽及圓弧的數(shù)控磨削 工藝。

本發(fā)明提供了一種圓弧槽及圓弧的數(shù)控磨削方法，其特征在于： 包括以下步驟：1切削工藝方案的設(shè)計；2設(shè)計計算出合理的切削角 度及砂輪尺寸；3UG模擬分析工藝參數(shù)。

1切削工藝方案的設(shè)計

將任何的圓弧窄槽沿寬度方向合理分成第一和第二兩部分 分步加工：第一步：通過砂輪對圓弧窄槽第一部分進(jìn)行磨削加工； 第二步：將砂輪偏斜到與第一步相對的一側(cè)對圓弧窄槽第二部分 進(jìn)行磨削加工，兩步加工形成一個完整的圓弧窄槽；如圖1所示 窄槽，將任何的圓弧窄槽合理分成兩部分分步加工，最終形成完 整的圓弧槽，對于簡單的內(nèi)圓或外圓加工只需要采用第一步或第 二步加工方案即可。第一步是通過砂輪對圓弧窄槽DBE部分如圖 2進(jìn)行磨削加工，第二步：將砂輪偏斜到與第一步相對的一側(cè)如 圖3對圓弧窄槽另一部分EAC部分進(jìn)行磨削加工，兩步加工形成 一個完整的圓弧窄槽。

2設(shè)計計算出合理的切削角皮及砂輪尺寸

根據(jù)兩個加工區(qū)域的幾何量計算出加工角度α和砂輪半徑r。根 據(jù)加工的臨界狀態(tài)，可以先推導(dǎo)出加工角度α，砂輪半徑r及加工圓 弧半徑R三者的函數(shù)關(guān)系，再根據(jù)設(shè)備的各參數(shù)來選擇一組合理工藝 參數(shù)進(jìn)行加工；

所述的加工角度α和砂輪半徑r的函數(shù)關(guān)系如下：

第一步加工角度α和砂輪半徑r的函數(shù)關(guān)系為r≤sinα 【(f+d+1)/2-(d-1)²/8f】+(R+d-1)cosα；第二步加工角度α和 砂輪半徑r的函數(shù)關(guān)系為r＜R·cosα，且α≥tan^-1【f/(d/2-0.5)】；

其中，f為被加工圓弧窄槽的槽深，d為被加工圓弧窄槽的槽寬。

3UG模擬分析工藝參數(shù)

在UG軟件中，對上面設(shè)計的幾個參數(shù)進(jìn)行建模及三維模擬分析， 并修正工藝參數(shù)。

本發(fā)明的優(yōu)點：這種工藝可實現(xiàn)各種難車削材料零件的加工，且 可代替大型車削設(shè)備，磨削設(shè)備所占生產(chǎn)面積僅為大型車床的一半， 因采用普通砂輪，所以可以降低特種車刀費用，加工效率明顯高于車 削，加工精度質(zhì)量也明顯高于車削。

附圖說明

圖1為圓弧窄槽三維示圖；

圖2為加工圓弧槽DBE部分平面示意圖；

圖3為加工圓弧槽CAE部分平面示意圖。

具體實施方式

實施例1

針對每個要加工的圓弧窄槽或簡單的內(nèi)外圓弧尺寸，分析推導(dǎo)出 關(guān)鍵加工參數(shù)α，砂輪半徑r及加工圓弧半徑R三者的函數(shù)關(guān)系。以 圖2的圓弧窄槽加工為例，其窄槽用DBAC表示，參見圖2，半徑R 為890mm，CA＝f，AB＝d，第一步按公式r≤sinα【(f+d+1)/2-(d-1) ²/8f】+(R+d-1)cosα計算得出一組砂輪半徑r與傾斜角度α值，按圖 槽深6mm，槽寬6.5mm計算，α取5°，則滿足加工要求的最小砂輪 半徑r應(yīng)≤892.6mm即可，實際加工中僅通過旋轉(zhuǎn)臺將零件傾斜5°， 選用滿足條件的砂輪就能完成圖所示的窄槽DBE區(qū)域的加工。第二 步，按公式r＜R·cosα，且α≥tan^-1【f/(d/2-0.5)】計算出α≥70.2 °，實際我們?nèi)?5°，并可計算出砂輪半徑應(yīng)小于230mm，即可完成 圖3的窄槽ECA區(qū)域加工。

上述兩步加工形成了完整的圓弧窄槽DBAC。