飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤葉根榫槽精拉刀制造技術(shù)
飛機(jī)的動(dòng)力來(lái)源是發(fā)動(dòng)機(jī)瘟仿,而渦輪盤是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力渦輪部分中十分重要的零件脊串,是整個(gè)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中較難加工的部件凉泄。而其中工作量最大躏尉、難度最高的就是渦輪盤葉根槽的加工。渦輪盤的材質(zhì)一般是鎳基合金后众,加工時(shí)產(chǎn)生硬化現(xiàn)象相當(dāng)明顯胀糜,切削加工性非常差。而且渦輪盤葉根槽須與葉片的根部配合蒂誉,所以配合的精度要求很高教藻,機(jī)械加工難度非常大。采用拉削刀具加工的方法能夠滿足渦輪盤葉根槽高精度及較低表面粗糙度值要求右锨。
1. 拉削刀具的特點(diǎn)
拉刀是一種專用的刀具怖竭,制造費(fèi)用很高,所以用在大批量生產(chǎn)中較為經(jīng)濟(jì)陡蝇。目前拉削標(biāo)準(zhǔn)圓孔與花鍵孔的拉刀都已標(biāo)準(zhǔn)化茁螺,在小批生產(chǎn)中,也可以得到良好的經(jīng)濟(jì)效果面塌。拉刀的切削速度一般較低烦猾,常用1.02~7.8m/min,切削厚度很薄嘱疑,所以拉削表面質(zhì)量較高卤舆,刀齒磨損很慢,壽命與加工精度很高仁灶。加工孔時(shí)挥肤,可達(dá)IT7~9級(jí),甚至可達(dá)IT6級(jí)豪杉。拉刀的生產(chǎn)效率很高理秃,這是因?yàn)槔豆ぷ鼾X數(shù)多,每齒參加工作的切削刃又長(zhǎng)豆玖,且在一次工作行程中能同時(shí)進(jìn)行粗柴伪、半精、精加工沙峻。拉削加工具有下列的優(yōu)點(diǎn):①加工時(shí)間短睦授,效率高两芳。②加工精密程度高,偏差小去枷。③加工表面質(zhì)量良好怖辆。④加工方法經(jīng)濟(jì),加工人員技巧不必熟練亦可加工删顶。
采用拉削刀具加工的方法能夠滿足渦輪盤葉根槽高精度及較低表面粗糙度值要求竖螃。拉削加工渦輪盤葉根槽,保證高精度及較低表面粗糙度值的關(guān)鍵在于渦輪盤葉根槽精拉刀的設(shè)計(jì)及制造翼闹。針對(duì)渦輪盤材料特殊斑鼻、難于加工及葉根槽高精度、較低表面粗糙度值等特點(diǎn)猎荠,合理設(shè)計(jì)拉刀坚弱,合理選擇拉刀材料,采用先進(jìn)熱處理方法关摇,解決拉刀制造過(guò)程中關(guān)鍵技術(shù)荒叶,完善制造工藝,最終達(dá)到批量生產(chǎn)的目標(biāo)何屏,刀具質(zhì)量及性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平钻字。
2. 技術(shù)關(guān)鍵
(1)拉刀整體設(shè)計(jì)
針對(duì)葉根槽形狀復(fù)雜的特點(diǎn)甫危,將拉刀設(shè)計(jì)成粗拉刀哈痘、半精拉刀、精拉刀售荆,成組使用鼎派,一次拉削成形;粗拉刀拉掉大部分切削余量俭柒,半精拉刀修整齒形輪廓径候,精拉刀最后定型拉削。
∷(2)拉削方式選擇
粗拉刀采用漸成式拉削方式速袁,拉出葉根槽雛形,半精拉刀采用抬高加工方法修整槽型溢傅,精拉刀采用同廓式拉削方式绳匀,需對(duì)拉刀形面進(jìn)行鏟磨后角。
∶裾洹(3)拉刀選材
一般拉刀所使用的材料是我們所熟知W6Mo5Co4V2高速鋼襟士,當(dāng)經(jīng)過(guò)熱處理之后可達(dá)洛氏硬度63~66HRC,由于渦輪輪盤的材質(zhì)是耐高溫的鎳基合金嚷量,加工性差陋桂,而且渦輪輪盤的精度要求很高,硬質(zhì)合金刀具雖然在硬度蝶溶、耐磨性和切削用量等方面優(yōu)于高速鋼嗜历,但其缺點(diǎn)就是不能承受較大的沖擊力,強(qiáng)度較低抖所,只是高速鋼的1/3梨州,熱處理困難;整體硬質(zhì)合金刀具制造困難田轧,可加工性差暴匠,型線的研磨必須用金剛石砂輪。普通高速鋼由于在強(qiáng)度傻粘、硬度等方面性能指數(shù)較低不能采用每窖,而粉末冶金高速鋼如CPM-42、T15等迹遏,雖然韌性菊蹬、硬度和可磨削性優(yōu)于其他高速鋼,適合用于加工榫槽拉刀懒俊。另外掏谎,M42(W2Mo9Cr4VCo8)鈷高速鋼熱處理后硬度可達(dá)67~69HRC,在加工中當(dāng)溫度提高至600~620℃時(shí)也能具有很高的紅熱硬性钮瘪,并具有很高的耐磨性锄菊,很高的強(qiáng)度等性能,因此渦輪轉(zhuǎn)盤葉根槽拉刀材質(zhì)選擇M42也比較適合湿铃。
÷(4)拉刀熱處理
粉末冶金高速鋼CPM-42慈俯、T15等作為拉刀材料,熱處理有如下特點(diǎn):①淬火時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或溫度過(guò)高容易產(chǎn)生“過(guò)燒”現(xiàn)象,拉刀壽命將降低赡译。②淬火后脆性較大,易產(chǎn)生淬火裂紋矮男。③結(jié)合葉根槽拉刀齒形特點(diǎn)槐秧,齒尖處變徑大,易產(chǎn)生淬火裂紋及磨削裂紋掖蛤。④采用溫控裝置杀捻,能保證拉刀不產(chǎn)生“過(guò)燒”,硬度達(dá)到要求蚓庭。⑤淬火硬度需滿足工藝要求致讥。⑥避免產(chǎn)生淬火裂紋及磨削裂紋。
∑髟蕖(5)技術(shù)關(guān)鍵
精拉刀拉削后形成渦輪轉(zhuǎn)盤的最終齒形垢袱,精拉刀制造精度直接影響渦輪轉(zhuǎn)盤齒形精度及表面粗糙度墓拜。精拉刀的加工最為關(guān)鍵,工藝最復(fù)雜请契,也最難于加工咳榜。
精拉刀加工要解決如下技術(shù)關(guān)鍵:①保證拉刀四面垂直度公差0.005mm。②保證拉刀齒形公差0.005mm爽锥。③保證拉刀M值涌韩、K值公差±0.002 5mm。④精拉刀鏟磨后切削齒不留刃帶匙杏,校準(zhǔn)齒刃帶均勻模朋。⑤精拉刀齒形誤差0.005mm。
因而要保證最后加工表面達(dá)到需求充陷,精拉刀的設(shè)計(jì)需注意以下幾點(diǎn):①精拉刀由輪槽外圓平面成型拉刀谆府、輪槽槽底成型拉刀、輪槽輪廓成型拉刀等3部分組成载秀。各部分拉刀的齒升量吻唐、齒距各不相同,精拉刀齒升量要小泥贷,在全齒型切削時(shí)更要小武瘟,對(duì)于整把精拉刀而言,齒升量設(shè)計(jì)應(yīng)為前大后小洼眶。 ②為提高精拉刀的使用壽命茴典,保證其輪廓的正確性,設(shè)計(jì)時(shí)拉刀輪廓取輪槽輪廓的最小尺寸白庙,這樣拉刀實(shí)體處于輪槽輪廓的最大尺寸消院。③ 在全齒型精切削時(shí),拉力突然增大搬设,拉刀容易產(chǎn)生振動(dòng)穴店,產(chǎn)生崩齒或拉刀折斷情形,不僅工件毀損拿穴,而且會(huì)造成拉刀的損失泣洞,為避免這種情況的發(fā)生,設(shè)計(jì)精拉刀時(shí)要計(jì)算出全齒型切削時(shí)的齒數(shù)默色,將這些齒的齒根球凰、齒底開分屑槽,才能保證有效地?cái)嘈肌?/p>
⊥仍住(6)拉刀的修銳研磨
拉刀在使用時(shí)會(huì)逐漸的磨損呕诉,當(dāng)拉刀磨損到一定情況時(shí)會(huì)影響最后加工的精確度和整組拉刀的壽命,所以當(dāng)加工中出現(xiàn)異常情況,如表面質(zhì)量突然下降或拉刀振動(dòng)增大時(shí)必須將拉刀置在刀具磨床上重新磨銳甩挫,一般磨銳的拉刀僅限于粗拉刀齒的部位贴硫,研磨的位置也僅限于后斜角的那一面,研磨拉刀大多使用CBN砂輪或鉆石砂輪捶闸,一次研磨一個(gè)齒夜畴,并應(yīng)注意校正齒距塞姻,避免過(guò)多地研磨蚌长,刀刃磨過(guò)后,每把拉刀必須進(jìn)行探傷尺澜、消磁绵顷、才能再次使用。
√纭(7)拉刀加工專用設(shè)備及檢測(cè)儀器
榫槽拉刀用于加工飛機(jī)螺蜻、火車、輪船等零部件禽制,其形面復(fù)雜剪酵,精度要求較高,技術(shù)要求較嚴(yán)格膜却,加工難度較大药呜,需要有專用的加工設(shè)備及檢測(cè)儀器。
檢測(cè)儀器主要有:X光探傷儀一臺(tái)(國(guó)產(chǎn))攘默;意大利米蘭投影儀(放大倍數(shù)為100倍)一臺(tái)访僚;德國(guó)的便攜式硬度檢測(cè)儀兩臺(tái);萬(wàn)能工具顯微鏡四臺(tái)玲销;高精度垂直度及直線度檢具一臺(tái)等输拇。
(8)榫槽拉刀齒型加工及其鏟磨設(shè)備
為了將榫槽拉刀做好贤斜,我公司特意從德國(guó)aba公司及德國(guó)BLONM公司購(gòu)進(jìn)兩臺(tái)強(qiáng)力數(shù)控高精度平面成型磨床策吠,最小進(jìn)給量為0.001mm,具有獨(dú)立小軸及自動(dòng)測(cè)量齒距等功能瘩绒,八軸六聯(lián)動(dòng)猴抹,六軸聯(lián)動(dòng)修整砂輪,自動(dòng)修整砂輪草讶,自動(dòng)補(bǔ)償洽糟,用于加工榫槽拉刀齒形并進(jìn)行鏟磨加工,還可用于加工高精度成型拉刀堕战,如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)特型拉刀坤溃、撮齒板等等,完全滿足榫槽拉刀齒形及進(jìn)行鏟磨加工的高精度要求嘱丢。
⌒浇椤(9)榫槽拉刀前角祠饺、后角加工
我公司還從德國(guó)進(jìn)口兩臺(tái)全自動(dòng)數(shù)控拉刀刃磨床,用于加工拉刀前角及后角草教,具有自動(dòng)測(cè)量齒距等功能络峦,保證刃磨量均勻,并具有切削油冷卻功能经禽,保證刃磨過(guò)程中不磨糊蒋巡、不燒傷,表面粗糙度值可達(dá)到Ra=0.1μm可剪。
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