blisk和叶轮(B&I)提供涡轮发动机产生的强大动力,推动飞机向前发展。它由钛合金制成,这是一种典型的难加工材料。
d如果处理困难
1.叶轮的尺寸通常非常大。其轮廓外径可达Φ1200mm。因此,叶轮的加工需要更大的加工设备。
2.叶片的壁厚导致其刚性较弱,在加工过程中容易产生切割器的颤振和变形。
3.整个圆盘的材料大多是钛合金或耐热合金,难以加工。用于叶盘和叶轮的切削工具的消耗量几乎是典型材料的6到7倍。此外,为了特殊目的,有些元素被添加到B&I中,例如Ni用于高温下的抗拉强度,Cr用于刚性。使用这些元素,B&I的材料在化学水平上变得更像碳化钨,这将导致负面的化学反应,从而导致切削工具的损坏。
处理步骤
1.Roughing
对叶轮进行粗加工是为了去除需要切断的工件数量的70%~80%。在整个圆盘上粗加工是在高进给速率下进行型腔铣削。下图显示了用于粗加工的CNC工具。
2.Semi光洁度
此步骤准备下一次精加工。它使得叶盘体均匀,并清洁叶轮和叶盘之间连接的转动部分。整个圆盘上的半成品是进行型材铣削。
3.精细完成
精加工的目的是确保良好的加工质量和尺寸精度。精加工将最终确定该项目是否符合其应用。例如,作为厚度为5mm,长度为70mm的叶轮,其表面粗糙度应控制在Ra1.6以下。使用5轴数控加工,这应该只需一步即可完成。
选择合适的加工工具的策略
- 切割中的热量是需要关注的主要因素。那是因为碳化物工具表面的热量可能会形成一些有害的裂缝。裂缝越多,工具破损的风险就越大。应用TiC和TiN涂层是有效避免这种情况的常规方法。
- 此外,应考虑采用带冷却液的切削工具。
- 仔细选择合适的切削深度,刀具几何形状,刀具长度与CNC车床的属性协调。
- 钛合金零件的轮廓铣削常用于粗加工后的半精加工和精加工。在铣槽中可采用标准锥形球头立铣刀。波纹长笛立铣刀将提高断屑性能,并实现叶盘通道中的减振不均匀节距立铣刀和前波浪形边缘立铣刀,可应用于型腔铣削,侧铣铣槽。采用球头立铣刀沿叶片流线方向端铣,逐渐产生曲面。立铣刀的半径切削角度应为35°至50°,这样可以有效地传递切削时的热量并将切屑带走。