CN110842654B - 一种磨粒流定量磨削方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气流道磨粒流定量磨削方法，包括以下步骤：确定待磨削零件气流道的气流量待增加量；通过试验件进行磨削实验，确定最优磨料压力和最优磨料流速；根据预设磨削时间确定磨料磨削率；根据磨料磨削率确定磨料总体积；根据确定的磨料压力、磨料流速和磨料总体积进行磨粒流定量磨削。根据不同零件的气流检测结果，采用定量的磨削参数和变量的磨削总量磨削，保证了每个零件的气流道定量磨削要求。采用了磨粒流定量磨削的方式替代了手动反复抛修的工艺，相对于传统手动抛修方式，消除了人为经验的影响和手动抛修的不可控性及手动抛修产生的高废品率。

Description

一种磨粒流定量磨削方法

技术领域

本发明属于磨粒流加工领域，涉及一种磨粒流定量磨削方法。

背景技术

导向器气流道流量在发动机的设计中要求严格，其要求气流进气口和出气口在定压力比率下，检测流道气流的总有效面积，要求S±1.5％。由于导向器的气流道为精铸件，零件在气流量检测时，每个零件的气流均不一样，如气流不符合设计图要求，则需要采用工艺对气流道进行磨削，增加流道喉道面积，直至气流检测合格。参见图5，如气流从进气口进入流道，在气流检测时，使进口气压和出口气压的比例为M，此时，对流道的总有效面积进行检测，必须符合要求S±1.5％。

当需要采用工艺对气流道进行磨削时，参见图6，传统的方法是是通过手动方式对流道口附近的型面进行钳工抛修去除材料以增加其有效面积，然后再进行气流检测，如不合格，继续抛修检测。但这样的方式，存在人为经验的影响和手动抛修的不可控性，而且手动抛修还会产生较高的废品率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种磨粒流定量磨削方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种磨粒流定量磨削方法，包括以下步骤：

S1：确定待磨削零件的气流量待增加量；

S2：通过试验件进行磨削实验，确定最优磨料压力；

S3：根据预设磨削时间确定磨料磨削率；

S4：根据磨料磨削率确定磨料总体积；

S5：根据确定的磨料压力和磨料总体积进行磨粒流定量磨削。

本发明进一步的改进在于：

所述S2的具体方法为：

通过试验件进行磨削实验，分次增加磨料压力并测定每次增加磨料压力后的磨料流速，至当前磨料流速与上次磨料流速的差小于预设值时，确定上次的磨料压力为最优磨料压力。

所述S2中分次增加磨料压力时，每次增加50lb/in²磨料压力。

所述预设值为：0～0.2in³/s。

所述S2中的试验件的材质与待磨削零件的材质相同。

所述S3的具体方法为：

根据预设磨削时间T，通过下式确定磨料磨削率n：

n＝△f/kT

其中，△f为待磨削零件的气流量待增加量，单位为平方英寸；k为磨料总体积和磨削时间之间的比例系数。

所述S4的具体方法为：

根据磨料磨削率n，通过下式确定磨料总体积V：

V＝△f/n

其中，△f为待磨削零件的气流量待增加量。

还包括：

S6：检测待磨削零件磨削后的气流量增加量，当气流量增加量与气流量待增加量之间的差值占待磨削零件的预设气流量的比例在预设范围内时，完成磨削；否则，重复S1至S6。

所述预设范围为-1.5％～1.5％。

所述待磨削零件为航空发动机导向器气流道。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过试验确定最优的磨料压力和磨料流速，并设定为定值；确定待磨削零件的气流量待增加量，并通过预设的磨削时间确定磨料磨削率，根据磨料磨削率并结合针对不同的气流量待增加量，计算相对应的磨料总体积，对待磨削零件进行磨削，实现了磨粒流定量磨削工艺，使一次磨削后流量检测符合要求。定量与变量结合的磨削方式，针对不同的零件气流量检测结果，定量磨料压力和磨料流速，并根据变化的磨料磨削率计算每个零件的磨削总量作为变量，根据不同零件的气流检测结果，采用定量的磨削参数和变量的磨削总量磨削，保证了每个零件的气流道定量磨削要求。研究磨料磨削率和磨削时间关系，为每个零件磨料总体积提供了计算数据。采用磨粒流定量磨削的方式替代手动反复抛修的工艺，相对于传统手动抛修方式，消除了人为经验的影响，避免了手动抛修的不可控性及手动抛修产生的高废品率。

附图说明

图1为本发明工艺流程框图；

图2为本发明的磨料总体积和磨削时间关系的曲线图；

图3为本发明的磨料磨削率随时间的变化对照表；

图4为本发明的磨料磨削率和磨削时间关系的曲线图；

图5为本发明的现有流道磨削工艺流程框图；

图6为本发明的导向器气流工作简图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明磨粒流定量磨削方法，包括以下步骤：

第一步，确定待磨削零件的气流量待增加量。具体的，根据磨削前待磨削零件气流道的气流量实测值f1和最终要求待磨削零件气流道的流量f2，计算气流量待增加量△f＝f2-f1。

第二步，通过相同材料的试验件进行磨削实验，确定磨料压力和磨料流速。具体的，根据现场实验确定合理的磨料压力和磨料流速参数。磨削压力过小，会使磨削循环次数增加很多，导致零件磨削周期加长；磨削压力过大，会使夹具流道面磨损加快，缩短夹具的寿命，而且会造成零件表面划伤并产生零件变形。通过采用同材料的试验件进行压力磨削实验，得出在磨料压力P下起磨料流速F最大，随着磨料压力P的升高磨料流速F不再显著变化时，即增加压力时流速变化在0～0.2in³/s时，确定此时的磨料压力P和磨料流速F为初始设定值，同时考虑此时压力对夹具磨损和零件变形的影响，如果零件磨粒流磨削处有薄壁结构，如果压力过大，可能会导致零件的变形，同时磨料会对磨削夹具的流道等产生微量磨损，所以不能为了磨削效果而过分的增加磨削的压力，确定流速最优时，最小的磨料压力为最优磨料压力。

第三步，根据预设磨削时间确定磨料磨削率。具体的，引入了磨料磨削率概念，若采用磨料总体积V对待磨削零件气流道磨削后，待磨削零件气流道的气流量从磨削前的f1增加至磨削后的f2，则定义流量磨削前后待磨削零件气流道的气流量变化量和对应的磨料总体积的比值为磨料磨削率n，即式(1)：

n＝△f/V＝(f2-f1)/V (1)。

随着磨削时间T的增加，磨料磨削率n会逐渐降低，要磨削出需求的气流量就需要逐渐加长磨削时间T或磨料总体积V。在磨料压力P和磨料流速F确定时，磨料总体积V和磨削时间T成正比关系，即式(2):

V＝kT (2)

k为比例系数，通过采用同材料的试验件进行磨削实验得到，参见图2，根据实验记录绘制的磨削时间T和磨料总体积V的关系曲线，通过拟合关系曲线得到比例系数k。

结合式(1)和(2)，得到磨削时间和磨料磨削率的关系，即式(3)：

n＝(f2-f1)/kT (3)

根据预设磨削时间通过式(3)确定磨料磨削率。参见图3，通过实验数据，根据式(3)得到的磨削时间和磨料磨削率的关系表，参见图4，根据磨削时间和磨料磨削率的关系表绘制的磨削时间和磨料磨削率的关系曲线。

第四步，通过磨料磨削率确定磨料总体积。具体的，在磨料磨削率确定的情况下，结合待磨削零件气流道的气流量待增加量△f，通过式(1)确定磨料总体积。

第五步，根据确定的磨料压力、磨料流速和磨料总体积进行待磨削零件的磨粒流定量磨削。

第六步，检测磨削后零件气流道的气流量增加量，当气流量增加量与气流量待增加量之间的差值占待磨削零件的预设气流量的比例在-1.5％～1.5％时，磨削完成；否则，重复第一步至第六步。

对航空发动机导向器气流道进行磨粒流定量磨削，结果如下：

1)、某件号的气流要求为0.6in²±1.5％，1)、磨削前对待磨削零件气流道的气流量实测值f1为0.7in²，最终要求待磨削零件气流道的流量f2为0.6in²，计算气流量待增加量△f＝f2-f1＝0.1in²。其偏差量为0.1/0.6＝0.166即16.6％，不符合1.5％要求，需要进行磨削。

2)、基于特定的磨粒型号和夹具结构，采用从100lb/in²,150lb/in²，200lb/in²，250lb/in²，300lb/in²，350lb/in²，400lb/in²试验发现，压力逐渐上升时，由于受磨料流道，磨料粘稠度等限制，压力为300lb/in²其流速为5in³/s，压力增加到大于350和400lb/in²时，其流速为5.02in³/s(立方英寸/秒)。基本没有变化，所以选择磨削压力为300lb/in²，磨削流速度5in³/s

3)、根据预设磨削时间确定磨料磨削率。通过图4，新磨粒的磨削率0.000045，根据公式1，计算需要磨削的总体积为V＝△f/n＝0.1/0.000045＝2222in³。

4)、设定磨削压力300lb/in²，流速为5in³/s，磨削总体积2222in³进行磨削，磨削后重新进行气流量进行检测，实际检测值为0.603in²，检测合格。

若检测值出现不合格情况，则重新进行1)、2)和4)，直至检测合格。

本发明采用定量与变量结合的磨削方式，针对不同的零件气流量检测结果，定量磨料压力和磨料流速，并根据变化的磨料磨削率计算每个零件的磨削总量作为变量，根据不同零件的气流检测结果，采用定量的磨削参数和变量的磨削总量磨削，保证了每个零件的气流道定量磨削要求。提出磨料磨削率概念，研究磨料磨削率和磨削时间关系，为每个零件磨料总体积提供了计算数据。采用磨粒流定量磨削的方式替代手动反复抛修的工艺，相对于传统手动抛修方式，消除了人为经验的影响，避免了手动抛修的不可控性及手动抛修产生的高废品率。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种磨粒流定量磨削方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：确定待磨削零件的气流量待增加量；

S2：通过试验件进行磨削实验，确定最优磨料压力；具体方法为：

通过试验件进行磨削实验，分次增加磨料压力并测定每次增加磨料压力后的磨料流速，至当前磨料流速与上次磨料流速的差小于预设值时，确定上次的磨料压力为最优磨料压力；

S3：根据预设磨削时间确定磨料磨削率；具体方法为：

根据预设磨削时间T，通过下式确定磨料磨削率n：

n＝△f/kT

其中，△f为待磨削零件的气流量待增加量，单位为平方英寸；k为磨料总体积和磨削时间之间的比例系数；

S4：根据磨料磨削率确定磨料总体积；具体方法为：

根据磨料磨削率n，通过下式确定磨料总体积V：

V＝△f/n

其中，△f为待磨削零件的气流量待增加量；

S5：根据确定的磨料压力和磨料总体积进行磨粒流定量磨削。

2.根据权利要求1所述的磨粒流定量磨削方法，其特征在于，所述S2中分次增加磨料压力时，每次增加50lb/in²磨料压力。

3.根据权利要求1所述的磨粒流定量磨削方法，其特征在于，所述预设值为：0～0.2in³/s。

4.根据权利要求1所述的磨粒流定量磨削方法，其特征在于，所述S2中的试验件的材质与待磨削零件的材质相同。

5.根据权利要求1所述的磨粒流定量磨削方法，其特征在于，还包括：

S6：检测待磨削零件磨削后的气流量增加量，当气流量增加量与气流量待增加量之间的差值占待磨削零件的预设气流量的比例在预设范围内时，完成磨削；否则，重复S1至S6。

6.根据权利要求5所述的磨粒流定量磨削方法，其特征在于，所述预设范围为-1.5％～1.5％。

7.根据权利要求1所述的磨粒流定量磨削方法，其特征在于，所述待磨削零件为航空发动机导向器气流道。

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