專利名稱：一種圓弧槽及圓弧的數控磨削方法
技術領域：
超大尺寸圓弧槽及圓弧的數控磨削技術屬于數控加工工藝領域，針對大型航空發
動機渦輪部件開發的。該技術已經在重型燃機渦輪葉片研制中得以應用，也可推廣應用于其他制造領域，特別是高溫合金難加工材料制造領域。
背景技術：
在公司研發的某型燃機863項目中，渦輪葉片的直徑達到了 2米以上，最大的超過3米，在公司的當時生產條件下，還沒有大型車床能用來研制生產這種大型葉片，即使有了大型車床，加工這種高溫材料的葉片，其生產效率也極低，所以我們開始在數控緩進磨設備
上，利用數控插補工藝進行研制生產。通過合理的設計工藝參數及工藝設備，完成了這種大型葉片的研制任務。傳統的加工方法是車削加工，需要根據圓弧大小選用車床，如果圓弧直徑尺寸過大，就需要選用超大車床進行加工，而選用七軸五聯動設備，就可以利用該設備加工任意尺寸的圓弧。該設備與普通數控設備大小相差不多，占地面積比立式車床小一半。
發明內容
本發明的目的是提供一種對超大尺寸圓弧槽及圓弧的數控磨削工藝。
本發明提供了一種圓弧槽及圓弧的數控磨削方法，其特征在于包括以下步驟1切削工藝方案的設計；2設計計算出合理的切削角度及砂輪尺寸；3UG模擬分析工藝參數。
1切削工藝方案的設計 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，對于簡單的內圓或外圓加工只需要采用第一步或第二步加工方案即可。第一步是通過砂輪對圓弧窄槽DBE部分如圖2進行磨削加工，第二步將砂輪偏斜到與第一步相對的一側如圖3對圓弧窄槽另一部分EAC部分進行磨削加工，兩步加工形成一個完整的圓弧窄槽。 2設計計算出合理的切削角度及砂輪尺寸 根據兩個加工區域的幾何量計算出加工角度a和砂輪半徑r。根據加工的臨界狀態，可以先推導出加工角度a ，砂輪半徑r及加工圓弧半徑R三者的函數關系，再根據設備的各參數來選擇一組合理工藝參數進行加工。
3UG模擬分析工藝參數 在UG軟件中，對上面設計的幾個參數進行建模及三維模擬分析，并修正工藝參數。 本發明的優點這種工藝可實現各種難車削材料零件的加工，且可代替大型車削設備，磨削設備所占生產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用，加工效率明顯高于車削，加工精度質量也明顯高于車削。
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。
具體實施方式
實施例1 針對每個要加工的圓弧窄槽或簡單的內外圓弧尺寸，分析推導出關鍵加工參數a ，砂輪半徑r及加工圓弧半徑R三者的函數關系。以圖2的圓弧窄槽加工為例，其窄槽用DBAC表示，參見圖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計算，a取5° ，則滿足加工要求的最小砂輪半徑r應《892. 6mm即可，實際加工中僅通過旋轉臺將零件傾斜5。，選用滿足條件的砂輪就能完成圖所示的窄槽DBE區域的加工。第二步，按公式r < R* cosa ，且a > tan—f/(d/2_0. 5)計算出
a》70.2° ，實際我們取75。，并可計算出砂輪半徑應小于230mm，即可完成圖3的窄槽ECA區域加工。 上述兩步加工形成了完整的圓弧窄槽DBAC。
權利要求
一種圓弧槽及圓弧的數控磨削方法，其特征在于包括以下步驟1)切削工藝方案的設計將任何的圓弧窄槽合理分成兩部分分步加工第一步通過砂輪對圓弧窄槽DBE部分進行磨削加工；第二步將砂輪偏斜到與第一步相對的一側對圓弧窄槽另一部分EAC部分進行磨削加工，兩步加工形成一個完整的圓弧窄槽；2)設計計算出合理的切削角度及砂輪尺寸根據兩個加工區域的幾何量計算出加工角度α和砂輪半徑r；3)UG模擬分析工藝參數。
2. 按照權利要求1所述一種圓弧槽及圓弧的數控磨削方法，其特征在于所述的兩部分分步加工對于簡單的內圓或外圓加工只需要采用第一步或第二步加工方案。
3. 按照權利要求1所述一種圓弧槽及圓弧的數控磨削方法，其特征在于所述的加工角度a和砂輪半徑r的函數關系如下第一步加工角度a和砂輪半徑r的函數關系為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的函數關系為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切削工藝方案的設計；2設計計算出合理的切削角度及砂輪尺寸；3UG模擬分析工藝參數。本發明實現了用普通砂輪對帶有大直徑的圓弧窄槽以及中小型難車削零件的加工，替代了大型車削設備，且加工效率明顯高于車削。可以應用于航空發動機渦輪加工以及高溫合金難加工材料制造領域。
文檔編號B24B19/02GK101780653SQ20091001022
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月21日 優先權日2009年1月21日
發明者吳衛東, 祝麗娜, 藺志強, 賈爽 申請人:沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司