磁力研磨工艺对整体叶盘表面完整性的影响_郭龙文.pdf

第２６卷第３期中国表面工程Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．３
２０１３年６月ＣＨＩＮＡＳＵＲＦＡＣＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＪｕｎｅ２０１３

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－９２８９．２０１３．０３．００２

磁力研磨工艺对整体叶盘表面完整性的影响＊

郭龙文１，杨能阁２，陈燕１
（１．辽宁科技大学机械工程与自动化学院，辽宁鞍山１１４０５１；２．中航工业西安航空发动机（集团）有限公司，
西安７１００２１）

摘要：针对铣削加工对整体叶盘零件表面完整性控制不能满足使用要求的难题，利用磁力研磨所特有的
柔性、自适应性、可控性等优点，研发了一种基于机器人的自由曲面磁力研磨装置，对整体叶盘零件进行加工
试验。试验结果表明：经过磁力研磨后零件的表面粗糙度数值大幅度降低；铣削加工残留下来的加工纹理基
本去除；原始表面上的微裂纹减弱或彻底消除；近表层原始显微组织中的变质层被部分去除；残余应力也明
显减小。由此表明磁力研磨加工工艺能够提高整体叶盘的表面完整性，从而可以提高零件的疲劳强度和使
用寿命。
关键词：磁力研磨；整体叶盘；表面完整性

中图分类号：ＴＧ６６８文献标识码：Ａ文章编号：１００７－９２８９（２０１３）０３－００１０－０５

ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＭａｇｎｅｔｉｃＡｂｒａｓｉｖｅＦｉｎｉｓｈｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＳｕｒｆａｃｅＩｎｔｅｇｒｉｔｙｏｆ
Ｖａｎｅ－ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄＤｉｓｋ

ＧＵＯＬｏｎｇ－Ｗｅｎ１，ＹＡＮＧＮｅｎｇ－Ｇｅ２，ＣＨＥＮＹａｎ１
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｉａｏｎｉｎｇ，Ａｎｓ－
ｈａｎ１１４０５１，Ｌｉａｏｎｉｎｇ；２．ＡｖｉｃＸｉ′ａｎＡｅｒｏ－ｅｎｇｉｎｅ（ＧＲＯＵＰ）Ｌｔｄ．，Ｘｉ′ａｎ７１００２１）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｉｎｔｅｇｒｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｏｆｖａｎｅ－ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｄｉｓｋｉｎｔｈｅｍｉｌｌｉｎｇ
ｐｒｏｃｅｓｓｄｏｅｓｎｏｔｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ａｆｒｅｅ－ｆｏｒｍｓｕｒｆａｃｅｍａｇｎｅｔｉｃａｂｒａｓｉｖｅｆｉｎｉｓｈｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
ｂａｓｅｄｏｎｒｏｂｏｔｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｐｅｒｆｏｒｍｔｈｅｖａｎｅ－ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｄｉｓｋｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅａｄ－
ｖａｎｔａｇｅｓｏｆｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ，ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ，ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄｓｏｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｆｔｅｒｍａｇｎｅｔｉｃａｂｒａｓｉｖｅ
ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ，ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｖａｌｕｅｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｍｉｌｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｉｎｇｌｅａｖｅｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｘ－
ｔｕｒｅｉｓｒｅｍｏｖｅｄ，ｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓｕｒｆａｃｅｍｉｃｒｏ－ｃｒａｃｋｄｅｃｒｅａｓｅｓｏｒｉｓｔｈｏｒｏｕｇｈｌｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ，ｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｍｉｃｒｏ－
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｎｅａｒｓｕｒｆａｃｅｄａｍａｇｅｄｌａｙｅｒｉｓｐａｒｔｌｙｒｅｍｏｖｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｖａｌｕｅｉｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙｒｅｄｕｃｅｄ．
Ｆｒｏｍａｂｏｖｅａｌｌ，ｉｔｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｇｒｉｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｉｎｔｅｇｒｉｔｙｏｆｔｈｅ
ｖａｎｅ－ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｄｉｓｋ，ａｎｄｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅａｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｇｎｅｔｉｃａｂｒａｓｉｖｅｆｉｎｉｓｈｉｎｇ；ｖａｎｅ－ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｄｉｓｋ；ｓｕｒｆａｃｅｉｎｔｅｇｒｉｔｙ

０引言究表明，整体叶盘在加工过程中存在着一些不足
之处：铣削整体叶盘使用的高速球头铣刀的结
航空发动机中压气机转子里的整体叶盘是①
，构和刀刃形状会对加工表面的粗糙度以及表面
新一代航空发动机实现结构创新与技术跨越的
形貌有很大的影响，形成具有鳞片状的加工纹
关键部件整体叶盘主要采用五坐标加工中心
。理；②整体叶盘零件大多使用钛合金等高性能材
直接铣削成形，加工的最后一道铣削工艺则决定料，存在切削温度高、单位面积上的切削力大、刀

［］具易磨损等问题整体叶盘在铣削过程中刀具与
了工件的表面质量和加工精度１。国内外的研，

收稿日期：２０１３－０３－２７；修回日期：２０