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發(fā)動機(jī)葉片數(shù)控銑削加工關(guān)鍵技術(shù)研究
泰州技師學(xué)院 吳小華 2018/7/30 9:33:53
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)更新和進(jìn)步，發(fā)動機(jī)對于現(xiàn)階段社會生產(chǎn)生活產(chǎn)生了更為積極的意義和作用。本文主要是從數(shù)控切削加工工藝問題入手，重點(diǎn)分析了發(fā)動機(jī)葉片加工中的關(guān)鍵技術(shù)。
關(guān)鍵詞：鈦合金；發(fā)動機(jī)；葉片；數(shù)控切削；加工；關(guān)鍵技術(shù)
1. 前言
現(xiàn)代社會對于發(fā)動機(jī)性能的要求在不斷提升，渦扇發(fā)動機(jī)、零部件的設(shè)計(jì)和制造工作面臨著全新的挑戰(zhàn)，而風(fēng)扇葉片是渦扇中的核心部件之一，其自身的制造精度和幾何形狀會直接影響到發(fā)動機(jī)的涵道比和發(fā)動機(jī)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)效果。
2. 數(shù)控切削加工工作中面臨著的問題
現(xiàn)階段發(fā)動機(jī)葉片數(shù)控切削加工過程中還面臨著一定的問題，主要是表現(xiàn)在了：第一，毛坯尺寸存在著較大的差異。SPF/DB的工藝條件無法被精準(zhǔn)控制，這就導(dǎo)致實(shí)際形成的發(fā)動機(jī)葉片的毛坯尺寸狀態(tài)差異較大，在實(shí)際開展加工之前，需要針對各方面的尺寸分布情況進(jìn)行有效控制。第二，余量分布方面存在著不均勻的問題。經(jīng)過SPF/DB作業(yè)，發(fā)動機(jī)葉片毛坯各部位的加工余量在分布方面呈現(xiàn)出不均勻的情況，并且加工部位自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，還會影響到數(shù)控切削加工方法的實(shí)際開展效果，增加了切削加工的難度。第三，剛度特性的強(qiáng)弱分布不夠合理。發(fā)動機(jī)葉片的空心桁架和實(shí)體部分，共同組成了封閉混雜結(jié)構(gòu)，其本身的剛度特性呈現(xiàn)出了強(qiáng)弱不夠均衡的情況，并且數(shù)控切削過程中的結(jié)構(gòu)變形規(guī)律較為復(fù)雜，難以采用切實(shí)有效的誤差補(bǔ)償手段加以應(yīng)對。
3. 數(shù)控切削加工關(guān)鍵技術(shù)
針對發(fā)動機(jī)葉片開展數(shù)控切削加工工作的過程中，首先，需要針對SPF/DB
工藝所得到的葉片毛坯進(jìn)行有效測量，這樣能夠獲取到全場點(diǎn)云數(shù)據(jù)，同時(shí)還需要充分發(fā)揮CAD技術(shù)的優(yōu)勢和作用，針對毛坯數(shù)學(xué)模型進(jìn)行良好構(gòu)建，并以此為重要前提，借助于CAD技術(shù)和CAM技術(shù)，適當(dāng)性的調(diào)整數(shù)字模型，從而生成相應(yīng)的數(shù)控加工代碼，最后，需要通過數(shù)控加工中心的作用，全面設(shè)計(jì)相關(guān)工裝夾具，從而實(shí)現(xiàn)葉片數(shù)控切削加工工作的目的。
3.1復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)測量技術(shù)
測量工作越來越朝著個(gè)性化加工的方向發(fā)展，復(fù)雜曲面測量技術(shù)的良好應(yīng)用，能夠充分獲取復(fù)雜曲面幾何形狀，有效提升測量工作的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。首先，數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的應(yīng)用。三坐標(biāo)測量機(jī)、測量機(jī)械手等方面技術(shù)測量手段的出現(xiàn)，全面優(yōu)化了三維表面信息的獲取方式，包含了接觸法和非接觸法兩個(gè)方面。前者具有較高的測量精度，但是能夠獲取到的點(diǎn)運(yùn)數(shù)據(jù)是有限的，相應(yīng)的測量工作效率不夠高，而后者具有較高的測量效率，但是容易受到周圍環(huán)境的影響，相應(yīng)的精度無法予以有效保障。其次，曲面重構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用�，F(xiàn)階段積極采用數(shù)控切削加工技術(shù)，針對復(fù)雜曲面外形構(gòu)件進(jìn)行處理，需要充分借助于CAD模型，積極建立起相應(yīng)的刀位點(diǎn)，并從刀具運(yùn)動的路徑進(jìn)行良好的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，從而促進(jìn)數(shù)控機(jī)床完成良好的切削運(yùn)動。再者，充分發(fā)揮誤差評定技術(shù)的應(yīng)用。在測量復(fù)雜曲面的過程中，積極采用誤差評定技術(shù)能夠發(fā)揮有效作用，其中良好應(yīng)用了最小區(qū)域法和最小二乘法。針對發(fā)動機(jī)葉片進(jìn)行測量，需要充分獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，從而得到相應(yīng)的形位特征和定位基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，從而促進(jìn)測量點(diǎn)的分布更為合理性，提升測量工作的總體效率。
圖1 復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)測量情況圖
3.2加工變形控制技術(shù)
充分采用數(shù)字化測量、自動數(shù)控編程以及模型重構(gòu)等方面手段，獲取到精確的形狀輪廓，對此，還需要充分開展切削加工變形工作，保證被加工對象能夠更好的滿足相應(yīng)的精度要求。對于發(fā)動機(jī)葉片來說，其剛性結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)加工變形的情況，主要是因?yàn)榍邢髁Ψ矫娴膬?nèi)容，如果切削過程中存在著較大的復(fù)雜性，將會直接影響到切削力的實(shí)際效果。想要充分發(fā)揮切削力的作用，需要針對加工變形預(yù)測和控制的重要前提就是針對切削力的信息進(jìn)行準(zhǔn)確性的控制。從數(shù)值模擬技術(shù)出發(fā)，充分發(fā)揮切削加工過程中切削參數(shù)、工件以及刀具等方面的條件，通過切削力迭代預(yù)測模型，輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，將能夠得到較為準(zhǔn)確的切削力信息。
3.3切削加工誤差補(bǔ)償技術(shù)
被加工對象、機(jī)床誤差以及刀具磨損等方面情況的存在，都會導(dǎo)致切削加工過程中出現(xiàn)一定的誤差，對此需要充分采用切削加工誤差補(bǔ)償技術(shù)，全面有效提升發(fā)動機(jī)葉片的總體加工精度。借助于通用數(shù)控機(jī)床幾何誤差模型，有效開展相應(yīng)的編程工作，良好補(bǔ)償變形誤差；刀具磨損情況需要充分切削力引起的刀具變形產(chǎn)生的切削誤差循環(huán)迭代誤差補(bǔ)償算法，有效保證精度要求。
4. 結(jié)束語
當(dāng)前發(fā)動機(jī)葉片制造過程中存在著一定的問題，充分采用SPF/DB工藝結(jié)合數(shù)控切削加工技術(shù)，能夠發(fā)揮積極有效的作用。以S（未完，下一頁）
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