向极限挑战的高性能磨削技术发展及其在航空制造领域的应用前景

摘要

磨削加工是精密与超精密零部件加工质量保证的关键环节,在航空制造领域应用广泛。磨削技术目前已发展成为兼具高精度、高质量和高效率的加工技术,在获得极高加工效率的同时,还有利于保证零件加工精度和表面完整性。磨削技术不断突破传统工艺局限,已形成各具特色的高性能磨削工艺技术。高效深切磨削技术采用极高的砂轮线速度,结合大切深和高进给速度,可获得极高的磨削效率,而且加工表面完整性良好,在航空发动机高温合金叶片榫齿的高效成形磨削中显示了良好的效果。快速往复磨削工艺采用直线电机工作台直驱技术,可以实现很高的工作台进给速度,形成有利的传热条件,大部分磨削热可以被磨屑带离磨削区,能够获得较高的磨削效率和良好的表面完整性。快速点磨技术用于大深径比薄壁细长轴的磨削,有利于保证薄壁细长轴的加工精度,提升加工效率。缓进深切磨削技术用于发动机叶片榫齿的深切成形,磨削传热条件复杂,需要进一步开展大切深、复杂曲面接触条件下的磨削传热问题,不同接触条件的粗、精磨工艺设计,以及磨削过程智能监控与优化技术方面的研究。高效深切磨削工艺还可以实现航空铝合金的大去除率深切磨削。高速与超高速磨削技术在高体积分数碳化硅增强铝基复合材料、涡轮盘叶尖飞切磨削等不同领域,具有很好的应用前景。