專利名稱：一種圓弧槽及圓弧的數(shù)控磨削方法
技術(shù)領(lǐng)域：
超大尺寸圓弧槽及圓弧的數(shù)控磨削技術(shù)屬于數(shù)控加工工藝領(lǐng)域，針對(duì)大型航空發(fā)
動(dòng)機(jī)渦輪部件開(kāi)發(fā)的。該技術(shù)已經(jīng)在重型燃機(jī)渦輪葉片研制中得以應(yīng)用，也可推廣應(yīng)用于其他制造領(lǐng)域，特別是高溫合金難加工材料制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在公司研發(fā)的某型燃機(jī)863項(xiàng)目中，渦輪葉片的直徑達(dá)到了 2米以上，最大的超過(guò)3米，在公司的當(dāng)時(shí)生產(chǎn)條件下，還沒(méi)有大型車床能用來(lái)研制生產(chǎn)這種大型葉片，即使有了大型車床，加工這種高溫材料的葉片，其生產(chǎn)效率也極低，所以我們開(kāi)始在數(shù)控緩進(jìn)磨設(shè)備
上，利用數(shù)控插補(bǔ)工藝進(jìn)行研制生產(chǎn)。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)工藝參數(shù)及工藝設(shè)備，完成了這種大型葉片的研制任務(wù)。傳統(tǒng)的加工方法是車削加工，需要根據(jù)圓弧大小選用車床，如果圓弧直徑尺寸過(guò)大，就需要選用超大車床進(jìn)行加工，而選用七軸五聯(lián)動(dòng)設(shè)備，就可以利用該設(shè)備加工任意尺寸的圓弧。該設(shè)備與普通數(shù)控設(shè)備大小相差不多，占地面積比立式車床小一半。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)超大尺寸圓弧槽及圓弧的數(shù)控磨削工藝。
本發(fā)明提供了一種圓弧槽及圓弧的數(shù)控磨削方法，其特征在于包括以下步驟1切削工藝方案的設(shè)計(jì)；2設(shè)計(jì)計(jì)算出合理的切削角度及砂輪尺寸；3UG模擬分析工藝參數(shù)。
1切削工藝方案的設(shè)計(jì) 如圖1所示窄槽，將任何的圓弧窄槽合理分成兩部分分步加工，最終形成完整的圓弧槽，對(duì)于簡(jiǎn)單的內(nèi)圓或外圓加工只需要采用第一步或第二步加工方案即可。第一步是通過(guò)砂輪對(duì)圓弧窄槽DBE部分如圖2進(jìn)行磨削加工，第二步將砂輪偏斜到與第一步相對(duì)的一側(cè)如圖3對(duì)圓弧窄槽另一部分EAC部分進(jìn)行磨削加工，兩步加工形成一個(gè)完整的圓弧窄槽。 2設(shè)計(jì)計(jì)算出合理的切削角度及砂輪尺寸 根據(jù)兩個(gè)加工區(qū)域的幾何量計(jì)算出加工角度a和砂輪半徑r。根據(jù)加工的臨界狀態(tài)，可以先推導(dǎo)出加工角度a ，砂輪半徑r及加工圓弧半徑R三者的函數(shù)關(guān)系，再根據(jù)設(shè)備的各參數(shù)來(lái)選擇一組合理工藝參數(shù)進(jìn)行加工。
3UG模擬分析工藝參數(shù) 在UG軟件中，對(duì)上面設(shè)計(jì)的幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行建模及三維模擬分析，并修正工藝參數(shù)。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)這種工藝可實(shí)現(xiàn)各種難車削材料零件的加工，且可代替大型車削設(shè)備，磨削設(shè)備所占生產(chǎn)面積僅為大型車床的一半，因采用普通砂輪，所以可以降低特種車刀費(fèi)用，加工效率明顯高于車削，加工精度質(zhì)量也明顯高于車削。


圖1為圓弧窄槽三維示圖； 圖2為加工圓弧槽DBE部分平面示意 圖3為加工圓弧槽CAE部分平面示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 針對(duì)每個(gè)要加工的圓弧窄槽或簡(jiǎn)單的內(nèi)外圓弧尺寸，分析推導(dǎo)出關(guān)鍵加工參數(shù)a ，砂輪半徑r及加工圓弧半徑R三者的函數(shù)關(guān)系。以圖2的圓弧窄槽加工為例，其窄槽用DBAC表示，參見(jiàn)圖2，半徑R為890mm， CA = f ， AB = d，第一步按公式r《sin a(f+d+l)/2-(d-l)78f+ (R+d-l)cosa計(jì)算得出一組砂輪半徑r與傾斜角度a值，按圖槽深6mm，槽寬6. 5mm計(jì)算，a取5° ，則滿足加工要求的最小砂輪半徑r應(yīng)《892. 6mm即可，實(shí)際加工中僅通過(guò)旋轉(zhuǎn)臺(tái)將零件傾斜5。，選用滿足條件的砂輪就能完成圖所示的窄槽DBE區(qū)域的加工。第二步，按公式r < R* cosa ，且a > tan—f/(d/2_0. 5)計(jì)算出
a》70.2° ，實(shí)際我們?nèi)?5。，并可計(jì)算出砂輪半徑應(yīng)小于230mm，即可完成圖3的窄槽ECA區(qū)域加工。 上述兩步加工形成了完整的圓弧窄槽DBAC。
權(quán)利要求
一種圓弧槽及圓弧的數(shù)控磨削方法，其特征在于包括以下步驟1)切削工藝方案的設(shè)計(jì)將任何的圓弧窄槽合理分成兩部分分步加工第一步通過(guò)砂輪對(duì)圓弧窄槽DBE部分進(jìn)行磨削加工；第二步將砂輪偏斜到與第一步相對(duì)的一側(cè)對(duì)圓弧窄槽另一部分EAC部分進(jìn)行磨削加工，兩步加工形成一個(gè)完整的圓弧窄槽；2)設(shè)計(jì)計(jì)算出合理的切削角度及砂輪尺寸根據(jù)兩個(gè)加工區(qū)域的幾何量計(jì)算出加工角度α和砂輪半徑r；3)UG模擬分析工藝參數(shù)。
2. 按照權(quán)利要求1所述一種圓弧槽及圓弧的數(shù)控磨削方法，其特征在于所述的兩部分分步加工對(duì)于簡(jiǎn)單的內(nèi)圓或外圓加工只需要采用第一步或第二步加工方案。
3. 按照權(quán)利要求1所述一種圓弧槽及圓弧的數(shù)控磨削方法，其特征在于所述的加工角度a和砂輪半徑r的函數(shù)關(guān)系如下第一步加工角度a和砂輪半徑r的函數(shù)關(guān)系為r《sina(f+d+1)/2_(d_l)2/8f+ (R+d_l)cosa ;第二步加工角度a和砂輪半徑r的函數(shù)關(guān)系為r < R *cos a ，且a > tan—f/(d/2-0. 5)。
全文摘要
一種圓弧槽及圓弧的數(shù)控磨削方法其特征在于包括以下步驟1切削工藝方案的設(shè)計(jì)；2設(shè)計(jì)計(jì)算出合理的切削角度及砂輪尺寸；3UG模擬分析工藝參數(shù)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了用普通砂輪對(duì)帶有大直徑的圓弧窄槽以及中小型難車削零件的加工，替代了大型車削設(shè)備，且加工效率明顯高于車削。可以應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪加工以及高溫合金難加工材料制造領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B24B19/02GK101780653SQ20091001022
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者吳衛(wèi)東, 祝麗娜, 藺志強(qiáng), 賈爽 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司