CN114131430A - 一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，能够回收铁含量更高的高纯铁，采用高精度外圆磨床，将磨削刀具毛坯按磨削刀具设计图加工，得到一端为磨杆的磨削刀具，将整体三元叶轮的常规机械加工工艺方法的基础上，设计制作五坐标磨削刀具来增加五轴磨削加工，提高整体开式叶轮的加工精度和表面质量。本发明有效地解决整体极薄三元叶轮的叶片加工制造精度和质量的难题，适用于各种类型的离心压缩机和航空航天发动机的整体三元叶轮加工；填补了国内此类三元叶轮的加工空白，并且达到了国际加工该类叶轮的先进水平。
Description
技术领域
本发明涉及整体开式三元叶轮磨削加工，属于整体三元叶轮加工技术领域，特别是一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法。
背景技术
叶轮又称工作轮，离心式压缩机中唯一对气流作功的元件，转子上的最主要部件。一般由轮盘、轮盖和叶片等零件组成。气体在叶轮叶片的作用下，随叶片作高速旋转，气体受旋转离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使它通过叶轮的压力得到提高。三元叶轮的加工精度对整台离心压缩机有着至关重要的影响，提高三元叶轮的加工精度是提高机组性能的重要手段。
叶轮的加工方法主要有精密铸造、数控切削加工、电解加工等方法。整体三元叶轮的加工在国内已研究了十多年，取得一定的加工经验。但对于三元叶轮的叶片五坐标机床磨削，目前只有国外少数几个国家能够实现工艺制造，国内还没有采用磨削的方法来提高三元叶轮的加工精度及质量。为此制定叶轮的加工方法的工艺流程。解决的技术关键有叶轮加工方法及工艺的制定和设计制造磨杆刀具以及磨杆刀具的使用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，能够回收铁含量更高的高纯铁。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，包括以下内容：
步骤一：采用高精度外圆磨床，将磨削刀具毛坯按磨削刀具设计图加工，得到一端为磨杆的磨削刀具；
将磨削刀具磨杆采用高精度外圆磨床将外圆单边磨去0.15mm，将磨杆加热涂金刚石涂层，采用结合剂进行结合；
步骤二：锻件原料按热处理粗加工图加工，得到毛坯件；
步骤三：将步骤二得到的毛坯件编号，然后对所述毛坯件进行调质处理，使所述毛坯件硬度小于HB300；
步骤四：将步骤三处理后得到的毛坯件按图纸加工各部分，形成整体开式三元叶轮的外廓形状；
步骤五：采用夹轴盘凸台按叶轮铣制的外圆及流道端面打表找正，按照基准铣制三元叶轮；
步骤六：装夹工装,按叶轮外圆及端面打表平面打表，进行整体开式三元叶轮精车；
步骤七：经过调整和时效热处理工序后，得到三元叶轮。
优选的，所述金刚石涂层砂轮粒度为120。
优选的，所述结合剂采用型号为S2的结合剂。
优选的，所述毛坯件材质为高速钢。
优选的，步骤三所述调质处理包括固融化处理和时效处理。
优选的，步骤五所述夹轴盘凸台打表找正的允许误差小于0.005mm。
优选的，步骤六所述的装夹工装打表允许误差小于0.005mm％。
有益效果
本发明提供了一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，具备以下有益效果:本发明所述三元叶轮磨削刀具及工艺方法，将整体三元叶轮的常规机械加工工艺方法的基础上，设计制作五坐标磨削刀具来增加五轴磨削加工，提高整体开式叶轮的加工精度和表面质量。本发明有效地解决整体极薄三元叶轮的叶片加工制造精度和质量的难题，适用于各种类型的离心压缩机和航空航天发动机的整体三元叶轮加工；填补了国内此类三元叶轮的加工空白，并且达到了国际加工该类叶轮的先进水平。
附图说明
图1是本发明所述三元叶轮外形的结构示意图；
图2是本发明磨削刀具毛坯的结构示意图；
图3是本发明磨削刀具的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示，一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，包括以下内容：
采用高精度外圆磨床，将磨削刀具毛坯按磨削刀具设计图加工，得到一端为磨杆的磨削刀具；将磨削刀具磨杆采用高精度外圆磨床将外圆单边磨去0.15mm，将磨杆加热涂金刚石涂层，采用结合剂进行结合；所述金刚石涂层砂轮粒度为120；所述结合剂型号为S2；
锻件原料按热处理粗加工图加工，得到毛坯件；将步骤二得到的毛坯件编号，然后对所述毛坯件进行调质处理，使所述毛坯件硬度小于HB300；所述毛坯件材质为高速钢；将步骤三处理后得到的毛坯件按图纸加工各部分，形成整体开式三元叶轮的外廓形状；采用夹轴盘凸台按叶轮铣制的外圆及流道端面打表找正，按照基准铣制三元叶轮，所述夹轴盘凸台打表找正的允许误差小于0.005mm；装夹工装,按叶轮外圆及端面打表平面打表，进行整体开式三元叶轮精车，所述的装夹工装打表允许误差小于0.005mm；经过调整和时效热处理工序后，得到三元叶轮。
本实施方案的特点为，一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，包括以下步骤：锻件原料按热处理粗加工图加工，将整体三元叶轮的常规机械加工工艺方法的基础上，设计制作五坐标磨削磨头来增加五轴磨削加工，提高整体开式叶轮的加工精度和表面质量。本发明有效地解决整体极薄三元叶轮的叶片加工制造精度和质量的难题，适用于各种类型的离心压缩机和航空航天发动机的整体三元叶轮加工。填补了国内此类三元叶轮的加工空白，并且达到了国际加工该类叶轮的先进水平。
在本实施方案中，如图1所示，先将叶轮的毛坯进行粗加工，然后据图铣削和磨削加工出三元叶轮的毛坯，如图2和图3所示，接下来进行三元叶轮的铣制刀具的设计，考虑到刀具要有好的强度，将刀具的锥角设计成为5°，同时确定刀具的长度和直径，然后用磨杆刀具及五坐标程序完成三元叶轮的磨削加工最后形成了整套三元叶轮加工工艺。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，其特征在于，包括以下内容： 步骤一：采用高精度外圆磨床，将磨削刀具毛坯按磨削刀具设计图加工，得到一端为磨杆的磨削刀具； 将磨削刀具磨杆采用高精度外圆磨床将外圆单边磨去0.15mm，将磨杆加热涂金刚石涂层，采用结合剂进行结合； 步骤二：锻件原料按热处理粗加工图加工，得到毛坯件； 步骤三：将步骤二得到的毛坯件编号，然后对所述毛坯件进行调质处理，使所述毛坯件硬度小于HB300； 步骤四：将步骤三处理后得到的毛坯件按图纸加工各部分，形成整体开式三元叶轮的外廓形状； 步骤五：采用夹轴盘凸台按叶轮铣制的外圆及流道端面打表找正，按照基准铣制三元叶轮； 步骤六：装夹工装,按叶轮外圆及端面打表平面打表，进行整体开式三元叶轮精车；步骤七：经过调整和时效热处理工序后，得到三元叶轮。
2.根据权利要求1所述的一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，其特征在于，所述金刚石涂层砂轮粒度为120。
3.根据权利要求1所述的一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，其特征在于，所述结合剂采用型号为S2的结合剂。
4.根据权利要求1所述的一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，其特征在于，所述毛坯件材质为高速钢。
5.根据权利要求1所述的一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，其特征在于，步骤三所述调质处理包括固融化处理和时效处理。
6.根据权利要求1所述的一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，其特征在于，步骤五所述夹轴盘凸台打表找正的允许误差小于0.005mm。
7.根据权利要求1所述的一种三元叶轮磨削刀具及工艺方法，其特征在于，步骤六所述的装夹工装打表允许误差小于0.005mm。
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