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航空葉輪、葉片拋光詳解:磨粒流拋光精準(zhǔn)控制

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編輯時(shí)間: 2021-10-15 16:20:20
航空葉輪、葉片拋光詳解:磨粒流拋光精準(zhǔn)控制   空葉輪和水泵葉輪同樣都是葉輪,但葉輪和葉輪之間的差距,比人和狗之間的差距還大。航空葉輪無論是材料的強(qiáng)度、加工的精度還是表面光潔度要求,都是極其嚴(yán)苛的,是一個(gè)國家最高工業(yè)水平的直觀體現(xiàn)!   本人是從事拋光行業(yè),也接觸過非常多的航空葉輪拋光,下面僅從自己擅長的方面聊一聊航空葉輪表面粗糙度的處理。   航空葉輪的葉片多為高溫合金單晶或鈦合金,單晶葉片大大提高了我國大推重比發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)能力,葉片的溫度承受極限每提升25℃就可以使其在原有溫度下提升至原來壽命的3倍。而鈦合金葉片質(zhì)地輕,但在耐熱、強(qiáng)韌、耐腐蝕、抗疲勞及可加工性方面具有較好的綜合性能,因而應(yīng)用最為廣泛。而其他的材料如鎳基高溫合金、碳纖維復(fù)合材料、陶瓷材料等,也各具優(yōu)勢(shì)。   在加工技術(shù)方面,除卻傳統(tǒng)的加工方式,3D打印技術(shù)的發(fā)展,也為葉輪的制造提供了更多方向與可能性。但無論是哪種材料,采用什么樣的加工方式,葉輪的表面拋光都是一道必不可少的工序。葉片的表面光潔度每提升一個(gè)等級(jí),葉輪的使用壽命就會(huì)延長5%或以上。 葉輪拋光有兩大關(guān)鍵點(diǎn):一是精度,葉輪加工后公差要求極嚴(yán),可去除余量少,在拋光達(dá)到光潔度要求的同時(shí),需保持公差的要求。二是均勻性,葉輪復(fù)雜的曲面結(jié)構(gòu),讓傳統(tǒng)拋光方式很難滿足。   美國作為航空業(yè)當(dāng)之無愧的巨無霸,很早就開始利用磨粒流技術(shù)拋光葉輪葉片,而這項(xiàng)技術(shù)傳到中國,也不過十幾年的時(shí)間。   磨粒流拋光是通過擠壓軟性磨料(具有切削能力的鉆石微粉或碳化硅微粉組成)流經(jīng)待拋光端面,進(jìn)行精細(xì)研磨,將表面的粗糙顆?;虻都y去除,從而獲得具有方向一致性的拋光效果。這種拋光方式既不同于電化學(xué)拋光,因?yàn)槭俏锢硌心?。也不同于傳統(tǒng)的機(jī)械拋光,因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生瞬間的集中作用力,或是熱力。因此在拋光的基礎(chǔ)上,可充分保護(hù)金屬表面特性。   而且磨粒流拋光雖然是以柔克剛,但具有足夠的切削力。即使一些葉片需要先涂層,再將涂層的細(xì)微紋路拋光,也可以辦到,而且可以保留涂層面,在極低的拋光余量下對(duì)高硬度材料進(jìn)行拋光。   葉輪拋光只是葉輪制造工藝中很小的一個(gè)環(huán)節(jié),但從這個(gè)小環(huán)節(jié)中也能管中窺豹,葉輪制造工藝體現(xiàn)了一個(gè)國家在材料科學(xué)、加工技術(shù)以及制造裝備領(lǐng)域的綜合能力。   葉片拋光的圖文詳解    葉片拋光除了極高的精度要求外,更要拋地均勻。我們采用磨粒流工藝對(duì)葉片進(jìn)行拋光,以軟性磨料擠壓研磨,在精度、均勻性等方面,都可以得到保障。   1、首先,使用粗糙度檢測(cè)儀,檢測(cè)葉片表面粗糙度,以確定拋光的時(shí)間、壓力和磨料顆粒度的大小。當(dāng)這些參數(shù)設(shè)定好之后,以后就可以繼續(xù)沿用這些數(shù)據(jù),不必更改。     2、將葉片置于工裝內(nèi),工裝既可以起到保護(hù)葉片的作用,又可助于批量化拋光,并在拋光過程中起到固定夾持的作用。     3、高分子彈性軟磨料,通過擠壓運(yùn)動(dòng),開始對(duì)葉片進(jìn)行研磨拋光。在壓力的作用下,軟性磨料可以非常充分地接觸葉片表面,帶來更均勻的拋光效果。     4、約2-3分鐘后,拋光完成,取出葉片,用0.6Mpa的氣槍吹氣清理表面殘留即可。如果我們?cè)儆么植诙葯z測(cè)儀檢測(cè),會(huì)發(fā)現(xiàn)葉片表面光潔度已經(jīng)提升了約3個(gè)等級(jí)。 傳統(tǒng)機(jī)械拋光或人工拋光,與磨粒流拋光最大區(qū)別在于,磨粒流拋光對(duì)于精度的可控性與均勻性。而傳統(tǒng)機(jī)械或人工方式,采用砂帶類介質(zhì)反復(fù)打磨,其拋光紋理是散亂的,均勻性和精度可控性無法得到保障。
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