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  • 金屬加工技術

    案例分享-葉片加工實例

    轉載 :  zaoche168.com   2022年07月07日

            眾所周知,以航空發動機、燃氣輪機和蒸汽輪機為代表的透平式動力機械被稱為工業的心臟,制造業皇冠上的明珠,其加工制造難度非常大。而透平葉片作為透平機械中的“心臟”,一般處在高溫、高壓、和腐蝕的介質下工作。則由于形狀復雜,尺寸多樣,材料難切削,對表面質量要求極高,故而對加工制造工藝的要求則更加苛刻。

            為克服透平葉片的這些加工難點,赫克研發團隊,經歷6年開發出世界先進的UltiMotion高速加工軟件。該高速加工軟件,采用先進的算法,可以更精確控制刀尖路徑,實現五軸刀具中心點精確管理,提高五軸聯動的精度和加工速度;各軸參數獨立調整,可以保證在切削排氣邊小圓弧時高速進給而不過切。而按照德國VDI3441標準精度設計,保證了葉片加工的精度和穩定性。赫克機床,已實現了對專用葉片加工的高精度和低成本替代。
            由于葉片的材料采用難加工的高溫合金,在切削過程中,對機床的剛性要求比較高,特別是主軸的剛性,直接關系到加工效率和表面質量。赫克機床采用有限元分析法設計的機床床身,極大的提高了機床的剛性;優化后的床身,也提高了其阻尼,在大切削時,可以有效的降低機床振動。
            為了進一步提高葉片加工的精度,需要使用雙驅A軸的方式進行加工。因為如果一端是A軸,而另一端是尾座的裝夾方式,在A軸旋轉時帶動尾座隨之旋轉,就會使葉片,特別是細長型葉片,在未加工時就會產生變形。
            赫克數控系統以智能化和開放性著稱,其具有高度靈活性,因此,完全可以使用兩個相同的轉臺,組成雙驅結構,而基于UltiMotion功能的高級的參數調整模式,可以很好的實現兩個A軸的同步性。
            赫克機床的以上特性,再結合赫克五軸五聯動系統,讓高效、高精、低成本的葉片加工方案變成現實。

    葉片粗加工
            五軸機床價格貴,加工費用高,因此,考慮性價比,一般葉片的粗加工放在三軸機床或四軸機床上進行粗加工。在本案例中,采用四軸機床進行粗加工。
    1.毛坯形式:毛壞采用方鋼
    2.機床:開粗機床采用赫克通用型3軸加工中心VM20i+A軸

            針對粗加工,要求機床主軸剛性好,扭矩大,以實現大切削量。赫克VM20i機床,采用赫克自主設計、生產的機械主軸,具有高剛性、低故障率的特點。主軸采用BBT40接口形式,更提高了刀柄及主軸的連接剛性,可以更好的適應粗加工大切削量的特點。經過現場加工,赫克BBT40主軸的VM20i 立式加工中心,其主軸剛性與普通三軸通用型加工中心BT50主軸剛性相當,加工效率也與普通三軸通用型加工中心BT50相當,而粗加工后的尺寸穩定性卻遠遠比普通三軸通用型加工中心BT50主軸機床優秀。

    3. 裝夾方式:根據該葉片結構特點采用一夾一頂的裝夾方式。

    4. 工藝安排:
    1)葉根部分加工
            葉根部分,由于有四個平面,且平面具有平行度要求,因此,采用了三軸+轉臺的加工方式。首先采用圓鼻刀快速切除多余毛坯,然后采用方肩銑刀進行平面加工,通過四軸旋轉,保證平面的對稱度

     

    2)汽道部分加工
            汽道部分,毛坯狀態為方鋼,切削余量很大。為了提高加工效率,首先采用圓鼻刀快速切除多余毛坯,因為赫克機床具有很高的剛性,可以給較大的吃刀量和較快的進給速度,以實現高效去除余量;然后采用球刀進行轉接面處加工。汽道部分留1mm余量給精加。
            粗加后,經檢測,尺寸精度合格,毛坯余量均勻。

            以上是使用赫克通用型加工中心+A軸進行葉片粗加工的案例分析。

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