計算機控制的渦輪葉片磨削單元

以前,渦輪葉片要依次在7臺機床上才能磨削加工好,而如今卻可以只在一臺磨削加工單元上,通過一次裝夾就能加工好痰汰。這樣一來,調(diào)整時間和生產(chǎn)運行時間可以降低一半以上,磨削成本可以降低1/3忧风。

國際競爭能力

在慕尼黑,我們開發(fā)靶端、生產(chǎn)和維護傳動機構(gòu)和傳動機構(gòu)的元部件。這些傳動機構(gòu)和部件是用于飛機和固定式燃氣輪機上的藤韵。從1991年以來,我們便利用高度自動化的虐沥、計算機控制的磨削單元進行渦輪運行葉片(工作葉片)的磨削加工(圖1)。

盡管在應(yīng)用和管理這種復雜的機床方面存在某些問題,但依然可以實現(xiàn)重要的技術(shù)和經(jīng)濟目標泽艘。因此,它為在國際范圍內(nèi)提高競爭能力起到根本性的作用欲险。

1987年,我們的生產(chǎn)領(lǐng)導決定,從Blohm有限公司購買3臺高度自動化的磨床,用于加工渦輪動葉片和定葉片(導向葉片)。決定進行如此巨大投資的理由如下:

人們預測在這方面的需求會不斷增長,此外來自國際性競爭的壓力也不斷增加匹涮；力求實現(xiàn)質(zhì)量改進(降低廢品和修補加工)天试；國際競爭對手采用了類似的機床(如美國的Pratt & Whitney公司以及英國的Rolls Royce有限公司等)；制造行業(yè)中普遍采用高度自動化制造設(shè)備(CIM)的趨勢然低。

圖1 計算機控制的磨削單元

最早的兩臺磨削單元于1991年和1992年開始用于渦輪動葉片加工喜每。由于技術(shù)問題和用戶暫時減少,第三臺磨削單元直到1997年才投入使用。其加工類似于單元1和2,(與計劃相反)在技術(shù)上不能實現(xiàn)導向葉片磨削后,同樣是加工動葉片拘挖。

a.鑄件塊渦輪葉片 b.工件夾具 c.內(nèi)部搬運設(shè)備 d.外部搬運設(shè)備 e.移動臺 f.調(diào)整塊 g.上料位置

圖2 多位測量設(shè)備

圖3 裝夾澆鑄的葉片

磨削單元的結(jié)構(gòu)

“磨削單元”的概念以及它與傳統(tǒng)磨床之間的界線,通過查看基本的設(shè)備元部件可以一目了然:它使用兩個雙主軸磨床GC2000,每個磨削頭可以最多配裝三個砂輪(Elbe有限公司找鹅、Tyrolit有限公司制造),每臺機床可以數(shù)字控制16個坐標軸(其中4個是刀架坐標和磨削頭坐標,4個是使砂輪成形的砂輪修整設(shè)備的坐標,4個是兩個分度頭的回轉(zhuǎn)坐標,另外4個是跟蹤冷卻液噴嘴的直線坐標)。在磨削單元中還集成裝入了多位測量設(shè)備,最多可有60個測量值以及測量過程挑画。它們帶有測量結(jié)果的反饋和CNC坐標軸的自動修正(圖2),另外還配裝用于識別工件的光學讀數(shù)系統(tǒng)轩从。磨削單元中還配有一個清洗和干燥站,用于在測量循環(huán)之前對工件進行清潔處理。由一個龍門式機器人(帶有4個控制軸)將工件在各個站之間傳送猎肄。由一個單元計算機控制各個元部件之間的流程融沟。

所有的測量值和過程數(shù)據(jù)均被發(fā)送到一個上級單元主控計算機上。在此進行進一步的數(shù)據(jù)處理和歸檔欠住。整個加工過程,可以在操縱臺上觀察和監(jiān)控浮烫。采用的技術(shù)

在開始磨削加工之前,要將每個渦輪葉片鑄成一個長方、六面體形狀的塊件(見圖3),這種鑄件沒有什么獨特之處,只是要求滿足磨削單元的加工需要,以便工業(yè)機器人能夠搬運這種幾何形狀非常復雜的工件,且能承受在磨削加工過程中產(chǎn)生的巨大作用力屹请。此外,由于只用4種不同尺寸的鑄件,因此可以大大降低所需夾緊裝置類型枚鸭。緊接著鑄件塊被配上一個條碼,從而在磨削單元中可以識別構(gòu)件。在此期間,激光標簽將被一種簡單的癣臭、可在現(xiàn)場壓緊的粘貼劑粘接上饵较。

使用帶有連續(xù)修整的深度磨削技術(shù)。砂輪是用金剛石滾輪(Winter&Sohn)連續(xù)修整的遭赂；坐標軸可根據(jù)磨損量進行調(diào)整循诉。對于常用的鎳基材料的渦輪葉片,利用這種方法,可以取得很高的切削率(圖4)。

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機床磨床加工

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