本文摘要:
2.5.1 优化加工参数
切削钛合金一般采用较低的切削速度、较大的切削深度和进给量。对于低压涡轮转子,为进一步控制其机加工中的变形,改进加工参数,采用轻切削方式加工。选取较小的切削深度,较大的切削速度和进给量,从而减少走刀切削的排屑量。由于切削速度高,大量的切削热来不及向零件和刀具扩散就被切屑带走,刀具和零件受热影响小,有利于改善零件表面的加工质量和加工精度。由于切削深度小,切削力小,刀具及零件受到的作用力也小,导致零件的变形减小。通过多次试验,优化后的精加工参数 :切削深度为0.1~0.2mm,切削转速为250r · min-1,进给量为0.15mm · min-1。
2.5.2 选择合适的刀具
为了确保加工质量的稳定性,选择知名品牌的标准刀具,选型时综合考虑刀具强度、硬度和耐用度的问题。外圆切槽选择3mm及4mm宽度且刀尖圆角不大于0.8mm的刀片,以解决加工过程中因刀具切削刃与零件接触面积过大而产生的零件变形。针对切削区域温度高、刀具磨损等较为突出的问题,选择不带涂层的刀片。
2.5.3 刀具选型及夹持方面的改进
根据低压涡轮转子特点,制订加工刀具方案。第一,考虑后轴径前端与工装直接接触,且轴向长度较短,普通外圆车刀无法通过正反刀进行加工,采用外圆槽刀加工后轴径前端。第二,采用普通外圆车刀回转180°后对加工后轴径前端,由于此处的工装与零件不干涉,加工性能较好,可以直接按程序进行加工。第三,由于挡圈会干涉前轴径的加工,采用普通外圆车刀B轴旋转一个角度加工前轴径。
通过对WFL车铣复合加工工艺的开发,解决了低压涡轮转子原有加工方案中加工变形难以控制、表面精度难以保证、二次装夹基准不统一、惯性力大引起径向窜动的关键技术问题。后续零件的加工满足了设计的尺寸精度和技术要求,同时大大提高了低压涡轮转子的加工效率,使零件的生产周期缩短80%,合格率上升至100%。这种重型回转零件在新型设备上的加工方法攻克了设备升级过程中的技术难题,不仅减少了零件的加工成本,增加了直接的经济效益,还为以后航空发动机及燃气轮机等类似零件的加工找到了解决方法,并积累了一定的经验。
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