專利名稱：一種用于加工線切割鈦合金葉型孔的磨頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于加工線切割鈦合金葉型孔的磨頭技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械加工磨削領(lǐng)域，涉及電加工線切割和真空燒結(jié)技術(shù)。 技術(shù)背景[0002]渦輪風(fēng)扇類發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇材料大多使用鈦合金，機(jī)匣內(nèi)、外殼上的葉型孔由于型面特殊，因機(jī)械加工方法生產(chǎn)成本高而且質(zhì)量難以保證，常以激光切割或電火花擴(kuò)孔、鉬線切割方法加工。[0003]由于不論是激光或電火花加工過(guò)程伴有放電、化學(xué)腐蝕等現(xiàn)象，導(dǎo)致切割型面存在約20 30 μ m的熔蝕層，其成份為鈦的氧化物或碳化物、氮化物等，(Ti02，TiC，TiN等)， 其熔點(diǎn)高達(dá)3000°C以上，硬度HV600以上，很難用金屬器具去除，其化學(xué)穩(wěn)定性很高，也難用化學(xué)溶液去除。當(dāng)在其孔中釬焊葉片時(shí)熔蝕層直接阻止釬料潤(rùn)濕，無(wú)法與母材發(fā)生合金化作用。[0004]熔蝕層的存在阻止釬焊工藝實(shí)施，嚴(yán)重影響真空釬焊釬縫質(zhì)量。如果熔蝕層未去除干凈，真空釬焊釬縫質(zhì)量實(shí)際無(wú)法保證。[0005]由于葉型孔與葉片之間配合精度越高，葉片組成的空間當(dāng)量均勻度越高，才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。因此精細(xì)化去除熔蝕層，是獲得鈦合金葉片高質(zhì)量釬焊的根本保證。[0006]如果熔蝕層存在的位置空間允許，尺寸精度不高時(shí)，可以通過(guò)磨削、采用帶砂頭的風(fēng)鉆打磨方法去除，但當(dāng)熔蝕層存在葉型孔內(nèi)、而且葉型孔尺寸要求較嚴(yán)時(shí)，同時(shí)葉型孔在軸向或徑向均為不等截面，一般磨削方法很難適用，打磨時(shí)尺寸難以控制，由于雙向不等截面決定其釬焊間隙很難精確控制，稍有不慎，則會(huì)造成報(bào)廢。磨頭磨損快、效率低下，一名熟練技能工手工作業(yè)，每天只能完成15個(gè)葉形孔的打磨，關(guān)鍵在于質(zhì)量無(wú)法保證。實(shí)用新型內(nèi)容[0007]本發(fā)明主要針對(duì)線切割鈦合金零件葉型孔后表面存在的熔蝕層怎樣高質(zhì)量、高效率去除而發(fā)明的一種磨頭，其具體技術(shù)方案如下[0008]一種用于加工線切割鈦合金葉型孔的磨頭，所述磨頭與葉型孔的雙向不等截面相配合，包括鋼體和胎體，其中，所述胎體由金剛石粉和金屬粘結(jié)高溫?zé)Y(jié)而成，其截面輪廓尺寸與葉型孔適應(yīng)，沿軸向?yàn)樽兘孛?。[0009]進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述磨頭的總長(zhǎng)度為60mm，一端有安裝孔。[0010]進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述磨頭胎體由合金結(jié)構(gòu)鋼制成。[0011]進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，設(shè)有變頻調(diào)速機(jī)構(gòu)與所述磨頭相連接。[0012]進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述胎體上方還分布有金剛石微粉。[0013]本實(shí)用新型采取了上述技術(shù)方案以后，通過(guò)磨頭和變頻調(diào)速機(jī)構(gòu)的配合，能夠精確控制打磨量及葉型孔尺寸，能快速去除熔蝕層，又能保證釬焊裝配間隙不變化，而且工效很高，每天可完成150個(gè)葉形孔熔蝕層的打磨，是原來(lái)人工效率的10倍，而且葉型孔尺寸精度能夠精確保證。3
[0014]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述，以使得本實(shí)用新型的上述優(yōu)點(diǎn)更加明確。[0015]圖1是本實(shí)用新型用于加工線切割鈦合金葉型孔的磨頭的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0016]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。[0017]如圖所示，所述葉型孔5為雙向不等截面結(jié)構(gòu)。[0018]其中，所述磨頭與葉型孔的雙向不等截面相配合，包括鋼體1和胎體3，其中，所述胎體3由金剛石微粉和金屬粘結(jié)高溫?zé)Y(jié)而成，其截面輪廓尺寸與葉型孔適應(yīng)，沿軸向?yàn)樽兘孛妗0019]一般地，所述磨頭總長(zhǎng)度為60mm，并且，在鋼體1上面設(shè)有安裝孔2。[0020]此外，根據(jù)磨頭工作狀態(tài)，磨頭胎體材料選用既要有較高的硬度，又要有一定的彈性。碳鋼材料的強(qiáng)度及剛性不適合于做磨頭的鋼體。本發(fā)明中磨頭材料選用中碳合金結(jié)構(gòu)鋼35CrMo，經(jīng)過(guò)850°C淬火、350°C回火，經(jīng)過(guò)線切割成磨頭鋼體。[0021]另外，由于熔蝕層成份為鈦的氧化物或碳化物、氮化物等，硬度高，很難用金屬器具去除，在胎體3上還燒結(jié)有金剛石微粉4，以增加其硬度和耐磨性。此外，根據(jù)熔蝕層存在的特點(diǎn)，磨頭插入葉型孔需要多次上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)才能去除的狀況，設(shè)計(jì)了變頻調(diào)速機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能夠完成每分鐘30-1200次的往復(fù)，從而大大提高生產(chǎn)效率，而且葉型孔尺寸能夠精確保證。[0022]下面對(duì)本實(shí)用新型的工作原理進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的描述。[0023]步驟1 選用粒度為-200目金剛石微粉400g ；[0024]步驟2 清洗零件表面；用丙酮和酒精依次清洗鋼體表面；[0025]步驟3 配置粘結(jié)劑；所用粘結(jié)劑為Cu-Mn-Si系合金粉。[0026]步驟4:混料；將金剛石微粉與粘結(jié)劑按1 1.5(V/V)的比例機(jī)械混合。[0027]步驟5 預(yù)制燒結(jié)件；將金剛石微粉與粘結(jié)劑的混合物混合裝入，放在攪拌機(jī)上攪拌均勻，取出倒入鋼體與石墨胎具的間隙中，等待燒結(jié)。[0028]步驟6 裝爐燒結(jié)；將預(yù)制好的燒結(jié)件放入真空爐內(nèi)抽真空，并升溫、燒結(jié)；冷態(tài)真空度2X10_2Pa，工作真空度8X10_2Pa，燒結(jié)溫度:1100°C~ 1115°C，保溫40分鐘，填充 99. 999%高純氬氣，氬氣+風(fēng)扇快速冷卻到80°C以下出爐。[0029]步驟7 安裝磨頭；將制作好的磨頭安裝在專用變頻調(diào)速打磨機(jī)上。[0030]步驟8 去除熔蝕層，將零件安裝在專用工裝內(nèi)，調(diào)整磨頭進(jìn)入葉型孔，接通電源， 調(diào)整變頻器使電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到lOOrpm。磨頭的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)達(dá)每分鐘60次，由于磨頭沿軸線成變截面，母線帶錐體，當(dāng)磨頭進(jìn)入葉型孔深度到達(dá)設(shè)計(jì)理論值時(shí)。停止加工。熔蝕層即被去除干凈。[0031]本實(shí)用新型采取了上述技術(shù)方案以后，通過(guò)磨頭和變頻調(diào)速機(jī)構(gòu)的配合，能夠精確控制打磨量及葉型孔尺寸，能快速去除熔蝕層，又能保證釬焊裝配間隙不變化，而且工效很高，每天可完成150個(gè)葉形孔熔蝕層的打磨，是原來(lái)人工效率的10倍，而且葉型孔尺寸精度能夠精確保證。[0032]需要注意的是，上述具體實(shí)施例僅僅是示例性的，在本實(shí)用新型的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。[0033]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上面的具體描述只是為了解釋本實(shí)用新型的目的，并非用于限制本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求1.一種用于加工線切割鈦合金葉型孔的磨頭，其特征在于，所述磨頭與葉型孔的雙向不等截面相配合，包括鋼體和胎體，其中，所述胎體由金剛石粉和金屬粘結(jié)高溫?zé)Y(jié)而成， 其截面輪廓尺寸與葉型孔適應(yīng)，沿軸向?yàn)樽兘孛妗?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加工線切割鈦合金葉型孔的磨頭，其特征在于，所述磨頭的總長(zhǎng)度為60mm，一端有安裝孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于加工線切割鈦合金葉型孔的磨頭，其特征在于，所述磨頭胎體由合金結(jié)構(gòu)鋼制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于加工線切割鈦合金葉型孔的磨頭，其特征在于，設(shè)有變頻調(diào)速機(jī)構(gòu)與所述磨頭相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于加工線切割鈦合金葉型孔的磨頭，其特征在于，所述胎體上方還分布有金剛石微粉。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于加工線切割鈦合金葉型孔的磨頭，所述磨頭與葉型孔的雙向不等截面相配合，包括鋼體和胎體，其中，所述胎體由金剛石粉和金屬粘結(jié)高溫?zé)Y(jié)而成，其截面輪廓尺寸與葉型孔適應(yīng)，沿軸向?yàn)樽兘孛?。本方案通過(guò)磨頭和變頻調(diào)速機(jī)構(gòu)的配合，能夠精確控制打磨量及葉型孔尺寸，能快速去除熔蝕層，又能保證釬焊裝配間隙不變化，而且工效很高，具有較好的技術(shù)效果。
文檔編號(hào)B24B41/04GK202240884SQ20112034908
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者任耀文 申請(qǐng)人:西安遠(yuǎn)航真空釬焊技術(shù)有限公司