GH4169葉片懸臂插磨表面完整性及參數優化研究*

馬 爽，李 勛，崔 偉，蘇 帥

（1.北京航空航天大學機械工程及自動化學院,北京 100191；2.中航工業北京航空精密機械研究所，北京 100076）

葉片是航空發動機中最為關鍵的零件之一，其絕大多數的失效形式為疲勞斷裂，而葉片型面的表面完整性對單個葉片的疲勞壽命具有非常顯著的影響，進而影響發動機的整體可靠性。美國學者的研究結果證明，在特定的條件下表面完整性可以使零件的疲勞壽命相差6倍以上[1]。GH4169材料是航空發動機渦輪葉片和高壓壓氣機葉片最為常用的材料，其優良的高溫性能導致GH4169材料的切削加工性能較差[2]。目前，GH4169材料葉片以數控銑削為主要加工方式，但是由于刀具磨損快、加工過程中易產生顫振從而影響葉片型面的加工精度和表面完整性的進一步提高。

超硬磨料砂輪的高速磨削加工已被證明有利于提高加工精度，并被國內外學者所重視[3]。孟凡軍、李勛等[4-5]的研究表明利用懸臂裝夾的方式對葉片進行精密磨削加工的工藝方法能夠大幅度提高葉片磨削加工的形狀精度，同時懸臂插磨方式的刀軌曲率相對于周磨方式大幅減小，降低了對機床動態性能的要求。但是國內外學者對于表面完整性的研究大多集中于周磨方式[6-8]，在懸臂磨削工藝條件下，針對GH4169葉片材料的高速磨削加工表面完整性的研究涉及較少。

本文在葉片懸臂磨削加工工藝的基礎上，利用電鍍CBN超硬磨料砂輪對GH4169葉片材料的表面完整性進行了研究，充分考慮薄壁葉片加工精度，提出了GH4169材料的精磨參數優化原則和推薦參數，為GH4169發動機葉片的高精度、高可靠性制造提供前期的試驗基礎和可行的工藝途徑。……