整体叶盘加工刀具性能综合评价- .pdf

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1、解决方案TOTALSOLUTlONS整体叶盘加工刀具性能综合评价瓦尔特公司供稿摘要：航空发动机零件普遍具有材料和结构的双重难加工特性，加工刀具成本高，加工质量和加工效率亦难以保证。如何有效地评估刀具的切削性能和优选刀具，已成为国内航空发动机制造领域巫待解决的技术难题之一。为此，南京航空航天大学以航空发动机整体叶盘、机匣以及盘轴等典型零件为研究对象．提出了一种面向航空发动机典型零件的刀具性能综合评价方法，针对粗、精加工过程，选取不同的刀具性能评价指标．利用灰色系统理论分别构建了粗、精加工刀具性能综合评价模型锚定加工难点加工难度很大，确定五轴加工方料、刀具结构及几何尺寸。钛合

2、金和高温合金本身具式、解决多约束加工干涉及计算此次作为研究选定的整体有优越的综合性能，足加工肮窄复杂刀轴欠最计算等问题至关重叶盘基准件材料为钛合金TC4，发动机典零件的理想材料，frl要；同时，尺寸、形位公差和表轮廓尺寸为100mm×53n1mX典型零件包含材料和结构双重难面粗糙度设计精度高，其尺寸和63mm，叶片高度为30mm，最加工性，对切削加』二的7]具提形位公莘一般要求在自由状态下薄处小于2mm，流道圆弧半为丁严峻挑战。选择合适的7J具对检测，而擎个加过程中零件处480mm，转接圆弧半径为4ram，于提高典型零件的加j：效率，保于限位状态，两者的状态中会有底部装夹

3、高度为30mm。为了提证加上质量稳定性至关要。同一定的差异，『六]此，加【过程会高粗铣加工的效率和保证加工稳时，丁j具材料、涂层技术和刀具扣严公差，导致加l难度更大。定性，整体叶盘荩准件将叶片的结构的快速创新推动了切削加工③整体叶盘的叫‘片部分是悬臂结自由曲面简化为直纹而来降低粗技术的快速发展，为提高加工效构，叶片壁厚又薄，整体叶盘的铣加工的难度，可实现四坐标铣率，保证加工质量和降低生产成刚性比较弱，在加过程中容易加工叶片。该基准件忽略次要特本提供了强大支撑。因此，通过产生颤振和变形，冈此，在夹具征，包含了整体叶盘叶片和流道评价刀具性能来实现刀具优选就设计和加工工艺方而需

4、耍采取一两种最典型结构特征。变得格外重要。定的措施，来解决颤振和加工变整体叶盘主要包含叶片和流形问题以提高削⋯性。④整体工艺路线与加工逋两种典型难加工结构特征(见叶盘的材料多为钛合金或高温合(1)粗加』：策略。粗加I：图1)，工艺难点诸多：①尺寸金，属于难加I：材料，需要选择的目的是完成叶片之间主要加火，范围宽，外径轮廓一般在适合整体叶蕊切削加I的刀具材余量的去除以及叶』_l‘后续加工余600～1200mm，需要较大规量的均匀化。整体叶盘綦准件格的加工设备。②结构复杂，其粗加工开槽采用大进给JJ盘和叶片采用一体化设计结构，采用腔铣，封闭域螺旋进叶片为空间自由曲面，尤其是刀

5、，歼放区域线性进，j，余扇整体叶盘的叶片，为宽弦、为0．6mm。WSM35S、WSP45S人扭角，通道开敞性差，鼓筒与刀片切削参数为切削速度=80叶片联接处型面较为复杂，机械I擎体_I1嚣荩准什i维图m／min，每齿进给量，=ln1m／z．8，，，磊工冷加工决方案TOTALSOLUTIONS}]J深=12．5mm，车f的的是为J『呆良好的加顷=lmI11，轴⋯b)J7"2a=0．3inm。=0．6mm。骼体叶盘恭准什．fI【7JI】f¨尺寸精度，精加工直接决定精加工过程F}l果川J’WALTER整工走7]轨迹如2示。r际的加【效果是能够达剑体硬质合，¨，精加J二球头JJ伏

6、际7JI】果ff1rwALTER}JL伏I懦求。精加I时，分别采川牌为H7073717一l2—2(见图兴式转人进给厂JJ：，JJl：小i的方法先加丁‘特，后5)。径为25ml1]，¨杆牌为F4030．』J『JI：流道特征。叶片宋用可变轮T22．025．Z02．0J，7JJl慵‘分圳铣，曲面驱动方法，投影欠最试验结果及分析为P23696一1．0WSM35S、P23696一乃J向驱动体，丁]轴采用flJ!J刀驱根据所圳定的加工策略以肢1．0WSP45S，}亥系列sJ』L前『f{乃动，f01lJ倾角为l0。，进，J办，J的切削参数，最终加丁⋯整I6。，后乃14。(3)。』乃线性

7、，乖A十部什，切削参体叶船堪椎什(块)，验(2)’仁精『J【】J策略。梢数乃切削速度1,<=6()nl／lYlin，尚同，J的切削性能，整『本叶盘加I：的H的通常足。卜}f

8、j’，l【二略地『Jl1世给薹L=o．04mm／z，}Jj深展化什打【】I々受【】图6所示。I：¨力n]：}的残力【1II．P殳：0．3m11，轴向切深(7。：1．2111111。丧1所不I种，J片加T基准是埘拐角处进行消角．从mi他1流道也采用可变轮师铣．曲什的流道特ffI】‘}JJ面啻损的测什7Jl1I丧ihi余均J．为精』Jl】I动法，投影欠量乃动结