航發葉盤類零件不同拋磨工藝的仿真對比分析*

閆澤昭,李文輝,李秀紅,張 演

(太原理工大學 a.機械與運載工程學院;b.航空航天學院;c.精密加工山西省重點實驗室,太原 030024)

0 引言

隨著航空、運輸、通訊、軍事等領域的快速發展，高端設備上的高性能零件數量與日俱增[1]。相較于普通零件，這種高性能零件不僅對表面尺寸精度要求高，而且朝著高性能指標、難加工材料和精細復雜表面發展[2]，因此迫切需要能夠滿足高性能零件要求的精密加工方法。

整體葉盤是航空發動機上的核心零部件，對提升發動機性能、降低重量、提高推重比起到重要作用[3]。整體葉盤空間扭曲復雜、加工可達性差，且大多采用難加工的先進復合材料[4]，這些因素對整體葉盤的加工提出巨大挑戰，直接制約著下一代航空發動機的發展。整體葉盤服役環境惡劣，必須克服極強的熱負荷和振動負荷，對加工精度和表面質量要求很高[5]。整體葉盤經過近成形和精確成形加工后的表面質量仍無法滿足服役要求[4]，需要進一步的加工拋磨來降低表面粗糙度、提高疲勞強度等。整體葉盤拋光工藝有手工打磨、數控拋光、噴丸強化和拋磨加工等，其中手工打磨不僅勞動強度大，而且依賴于工人的經驗和熟練度，具有不穩定性[6]；數控拋光程序復雜，相鄰葉片間通道狹窄，加工葉根時可能出現干涉現象[7]；噴丸強化可提高表面強度，但同時會增加表面粗糙度[8]。上述加工工藝存在的不足嚴重影響著整體葉盤的輪廓精度及表面完整性。拋磨加工是一種自由磨具光整加工，通過滾拋磨塊與工件之間的相對運動，對工件產生滾壓、碰撞、劃擦和刻劃等微量磨削作用，改善工件表面幾何特征，提高表面物理機械性能[9]?！?br>