大直径高温合金调节环的加工方法研究
发布时间：2021-10-22 22:40
为获得大直径高温合金调节环的机械加工方法,在实际生产中应用车削、磨削和数控铣削的加工方法来加工调节环厚度尺寸。介绍了3种加工方法的装夹定位方法;在保证了尺寸精度、控制了变形量的同时,结合实际情况详细比对了3种加工方法的关键技术点和优缺点;确定了数控铣削是最理想的加工方法;解决了大直径高温合金调节环备件数量大、占用资金多和因采购周期长而导致维修周期长、成本高的问题。数控铣削加工方法实现了调节环多次重复使用的目的,极大地节约了成本。该研究为类似大直径难加工材料盘类零件的端面加工,提供了很好的参考。
【文章来源】：机床与液压. 2020,48(11)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
大直径高温合金调节环示意图
调节环属于盘类回转体零件,实际使用中若想通过机械加工的方法改变其厚度则优先考虑用车削加工方法。大直径高温合金调节环直径尺寸比较大,选择立式车床比卧式车床更合理,使用立式车床加工需要先考虑调节环的装夹问题。图2所示为车削调节环装夹示意图,以调节环带有产品标识符的端面为基准在工装大平面上定位,分别用内、外圈圆周上均匀分布的压板和螺钉压紧调节环。车削时先用工装上的压板和螺钉压紧调节环的内圈,加工调节环的外圈,然后倒换压板和螺钉,压紧调节环的外圈后再加工调节环的内圈,即将调节环圆环分成宽度大致相等的两部分来加工,压内圈加工外圈,压外圈加工内圈的交替轮换加工方法。车削加工高温合金调节环应注意:(1)工装固定在立式车床工作台后,每次装夹调节环之前,应精加工工装的定位大平面,以避免工装基准平面的平面度误差引起的定位误差;(2)用内外圈压板和螺钉压紧调节环的同时,应使用0.01 mm的塞尺进行调节环与工装贴合部位的间隙检查,并通过增加螺钉的数量或增大螺纹直径的方法增大装夹力解决间隙过大的问题,保证调节环任何接触面的装夹间隙不超过0.01 mm;(3)精车余量0.1 mm比较适中[13],去除厚度较大时,应采取内外圈多次交替轮换的加工方法,严格控制局部切削温度过高,应尽可能减小冷切削引起的加工变形;(4)端面倒角尺寸应严格按技术标准执行,过大会影响调节环的密封性,过小不利于毛刺的清除;(5)严格控制内外圈交界处的刀痕和加工残余高度,建议精加工内、外圈部位最后一次吃刀应在不改变立车车刀切削刃高度的情况下完成,达不到表面质量要求的应该采取手工精研磨方式处理。
高温合金材料使用特殊的砂轮是可以进行磨削加工的[14]。高温合金调节环的工作面是互相平行的2个大端面,通过磨削的加工方法来减少调节环厚度尺寸。镍基高温合金非磁性、刚度大、不易变形,不属于薄壁件,不能通过磨床电磁盘产生的磁力定位,也不能使用真空吸盘等附件产生的吸附力来装夹在磨床工作台上。实际磨削时使用如图3所示的磨削调节环装夹,工装上配有一圈不高于调节环厚度的圆柱销,位置和数量与调节环的孔相对应。一圈圆柱销中有位置均分的1个圆柱销和2个削边销来定位,其余的圆柱销在半径方向有0.03～0.08 mm的间隙。定位完成后,销孔间隙里灌满黏接剂,调节环和工装贴合面内外一圈之间也要间断填注黏接剂,加强安装牢固度,等黏接剂凝固后就能磨削加工。若按常规的磨削安装方法,应在调节环内圈增加一个有磁性的圆环,利用附加圆环的磁力克服磨削的磨削力来固定调节环,实现调节环的磨削。经多次现场磨削加工试验获得较为理想的磨削参数:砂轮转速vs=18 000～25 000 mm/s,磨削深度ap=0.008～0.01 mm,进给速度vf=15 000～20 000 mm/min。
【参考文献】：
期刊论文
[1]镍基高温合金锥面外圆车削表面粗糙度优化研究[J]. 李福稼,郭伟,李振东,孟凡军,霍亮,李士鹏. 制造技术与机床. 2018(12)
[2]发动机维修业务产业发展趋势[J]. 魏驭. 中国新通信. 2018(21)
[3]民用航空发动机维修市场特点探析[J]. 王翔宇. 航空动力. 2018(03)
[4]航空发动机维修要点[J]. 楚至濮,张栋善. 科技风. 2018(22)
[5]2016年度国外航空材料技术重大进展[J]. 胡燕萍. 科技中国. 2017(04)
[6]高温合金材料特性及加工技术进展[J]. 吴明阳,王博,程耀楠,赵旭,高永斌. 哈尔滨理工大学学报. 2015(06)
[7]薄壁环端面磨削技术的研究[J]. 郑琪然,范程程,文国军. 中国新技术新产品. 2015(16)
[8]飞机标准件库存管理系统设计[J]. 杨永,马贵春. 机电技术. 2010(03)
[9]航材库存数据分析及最优库存量研究[J]. 华克强,屈文芳. 航空维修与工程. 2010(04)
[10]高温合金高速加工技术及刀具材料研究[J]. 乔阳,艾兴,赵军,刘战强. 工具技术. 2010(06)
硕士论文
[1]航空发动机承力环类零件制造工艺研究[D]. 安丽莎.大连理工大学 2017
[2]航空发动机高压压气机篦齿盘工艺改进研究[D]. 王鑫磊.大连理工大学 2016
[3]航空发动机维修企业库存管理研究[D]. 刘波.广东商学院 2013
本文编号：3451962
【文章来源】：机床与液压. 2020,48(11)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
大直径高温合金调节环示意图
调节环属于盘类回转体零件,实际使用中若想通过机械加工的方法改变其厚度则优先考虑用车削加工方法。大直径高温合金调节环直径尺寸比较大,选择立式车床比卧式车床更合理,使用立式车床加工需要先考虑调节环的装夹问题。图2所示为车削调节环装夹示意图,以调节环带有产品标识符的端面为基准在工装大平面上定位,分别用内、外圈圆周上均匀分布的压板和螺钉压紧调节环。车削时先用工装上的压板和螺钉压紧调节环的内圈,加工调节环的外圈,然后倒换压板和螺钉,压紧调节环的外圈后再加工调节环的内圈,即将调节环圆环分成宽度大致相等的两部分来加工,压内圈加工外圈,压外圈加工内圈的交替轮换加工方法。车削加工高温合金调节环应注意:(1)工装固定在立式车床工作台后,每次装夹调节环之前,应精加工工装的定位大平面,以避免工装基准平面的平面度误差引起的定位误差;(2)用内外圈压板和螺钉压紧调节环的同时,应使用0.01 mm的塞尺进行调节环与工装贴合部位的间隙检查,并通过增加螺钉的数量或增大螺纹直径的方法增大装夹力解决间隙过大的问题,保证调节环任何接触面的装夹间隙不超过0.01 mm;(3)精车余量0.1 mm比较适中[13],去除厚度较大时,应采取内外圈多次交替轮换的加工方法,严格控制局部切削温度过高,应尽可能减小冷切削引起的加工变形;(4)端面倒角尺寸应严格按技术标准执行,过大会影响调节环的密封性,过小不利于毛刺的清除;(5)严格控制内外圈交界处的刀痕和加工残余高度,建议精加工内、外圈部位最后一次吃刀应在不改变立车车刀切削刃高度的情况下完成,达不到表面质量要求的应该采取手工精研磨方式处理。
高温合金材料使用特殊的砂轮是可以进行磨削加工的[14]。高温合金调节环的工作面是互相平行的2个大端面,通过磨削的加工方法来减少调节环厚度尺寸。镍基高温合金非磁性、刚度大、不易变形,不属于薄壁件,不能通过磨床电磁盘产生的磁力定位,也不能使用真空吸盘等附件产生的吸附力来装夹在磨床工作台上。实际磨削时使用如图3所示的磨削调节环装夹,工装上配有一圈不高于调节环厚度的圆柱销,位置和数量与调节环的孔相对应。一圈圆柱销中有位置均分的1个圆柱销和2个削边销来定位,其余的圆柱销在半径方向有0.03～0.08 mm的间隙。定位完成后,销孔间隙里灌满黏接剂,调节环和工装贴合面内外一圈之间也要间断填注黏接剂,加强安装牢固度,等黏接剂凝固后就能磨削加工。若按常规的磨削安装方法,应在调节环内圈增加一个有磁性的圆环,利用附加圆环的磁力克服磨削的磨削力来固定调节环,实现调节环的磨削。经多次现场磨削加工试验获得较为理想的磨削参数:砂轮转速vs=18 000～25 000 mm/s,磨削深度ap=0.008～0.01 mm,进给速度vf=15 000～20 000 mm/min。
【参考文献】：
期刊论文
[1]镍基高温合金锥面外圆车削表面粗糙度优化研究[J]. 李福稼,郭伟,李振东,孟凡军,霍亮,李士鹏. 制造技术与机床. 2018(12)
[2]发动机维修业务产业发展趋势[J]. 魏驭. 中国新通信. 2018(21)
[3]民用航空发动机维修市场特点探析[J]. 王翔宇. 航空动力. 2018(03)
[4]航空发动机维修要点[J]. 楚至濮,张栋善. 科技风. 2018(22)
[5]2016年度国外航空材料技术重大进展[J]. 胡燕萍. 科技中国. 2017(04)
[6]高温合金材料特性及加工技术进展[J]. 吴明阳,王博,程耀楠,赵旭,高永斌. 哈尔滨理工大学学报. 2015(06)
[7]薄壁环端面磨削技术的研究[J]. 郑琪然,范程程,文国军. 中国新技术新产品. 2015(16)
[8]飞机标准件库存管理系统设计[J]. 杨永,马贵春. 机电技术. 2010(03)
[9]航材库存数据分析及最优库存量研究[J]. 华克强,屈文芳. 航空维修与工程. 2010(04)
[10]高温合金高速加工技术及刀具材料研究[J]. 乔阳,艾兴,赵军,刘战强. 工具技术. 2010(06)
硕士论文
[1]航空发动机承力环类零件制造工艺研究[D]. 安丽莎.大连理工大学 2017
[2]航空发动机高压压气机篦齿盘工艺改进研究[D]. 王鑫磊.大连理工大学 2016
[3]航空发动机维修企业库存管理研究[D]. 刘波.广东商学院 2013
本文编号：3451962
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