磁力研磨法对整体叶盘的抛光工艺研究
超声波辅助磁力研磨整体叶盘试验研究
超声波辅助磁力研磨整体叶盘试验研究于克强*，周锟，陈燕（辽宁科技大学机械工程与自动化学院，辽宁鞍山114051）摘要：针对航空发动机整体叶盘结构复杂和材料难以加工的特性，在磁力研磨技术的基础上引入超声波作为辅助手段。
磁性磨粒在磁场力和振动冲击产生的超声脉冲压力的复合作用下，加大了对叶盘表面纹理的去除。
结果显示：加工前叶盘表面粗糙度值为R a1.38µm，单纯磁力研磨后表面粗糙度值降至R a0.52µm，超声波辅助磁力研磨后表面粗糙度值降至R a0.18µm。
通过电镜观测叶盘表面形貌，纹理基本去除，表面更加细密、均匀。
关键词：整体叶盘；磁力研磨；超声波；磁性磨粒中图分类号：TH161文献标识码：AExperimental Study on Blisk by Ultrasonic Vibration AssistedMAFYU Keqiang*，ZHOU Kun，CHEN Yan（School of Mechanical Engineering and Automation，University of Science&Technology Liaoning，Anshan114051，China）Abstract：In view of the characteristics of aero engine blisk such as complicated structure and difficult to processing，the ultrasonic wave was introduced as an auxiliary method on the basis of magnetic abrasive finishing（MAF）technology.Under the combined action of the magnetic field force and the ultrasonic pulse pressure generated by the axial vibration impact on the magnetic abrasive，the removal amount of the surface texture of the blisk was increased.The results showed that surface roughness value was reduced from R a1.38µm to R a0.52µm by pure MAF and R a1.38µm to R a0.18µm by compound processing.By observing the surface topography of the blisk by electron microscope，the surface texture was completely removed and the surface became more fine and even.Keywords：blisk；magnetic abrasive finishing；ultrasonic wave；magnetic abrasive随着航空航天技术的高速发展，整体叶盘在航空发动机中的应用越来越广泛。
基于Hertz接触理论的整体叶盘百页轮抛光材料去除深度建模研究
理论进行单颗磨 粒 受 力 分 析,并 结 合 磨 粒 凸 出 高
部材料去除深度经验公式和接触区域任意点处的
度分布函数建立 了 磨 粒 最 大 切 入 深 度 模 型,进 而
百页轮压缩量计 算 公 式,通 过 积 分 获 得 了 百 页 轮
通过力平衡原理得到抛光压力与磨粒最大切入深
曲面抛光材 料 去 除 深 度 模 型.然 而,上 述 研 究 没
在确定柔性盘与表面的接触状态和接触区压力分
布规律的 基 础 上,依 据 Pr
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on 方 程 建 立 了 材 料
去除模型;吴昌林等 [２５]在假设抛 光 工 具 与 铝 合 金
车轮表面的接 触 服 从 椭 圆 He
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z 接 触 的 前 提 下,
利用 Pr
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on 方程推证了车轮抛 光 时 沿 抛 光 轨 迹
深度数学模型和材料去除量数学模型.由于抛光
工艺方法有差异,所 以 上 述 研 究 结 果 很 难 直 接 应
基 于 He
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z 弹 性 接 触 理 论,从
凸面接触与凹面接触两个方面分析并建立了磨削
用于百页轮抛光.
接触区域各点处 的 压 力 分 布 状 态 方 程,然 后 基 于
除机理展开研 究. 首 先,基 于 He
８５％ and２．
９５％ ,r
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整体叶盘抛光技术浅析
整体叶盘抛光技术浅析作者：陈亚莉韩巍来源：《中国科技博览》2018年第10期[摘要]整体叶盘是发动机的核心部件，叶片及流道的抛光过程是叶盘加工的重要步骤，其结构特点决定了传统的光工具、磨料和方法已经不适用，必须选择合适的工具、磨料和一种切实有效的方法才能进行抛光。
本文简述了整体叶盘抛光过程[关键词]整体叶盘抛光磨料工具抛光方法中图分类号：TG386 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）10-0226-011、研究目标1.1、零件特点整体叶盘抛光叶片数量多、叶片之间间隙小、叶片型面扭曲大、精度高、研制周期短，传统抛光方法不适用，为了使零件按节点保质保量交付，必须选用一种切实有效的抛光方法。
整体叶盘其特点是叶片数量多、叶片之间间隙小、叶身型面扭曲大、零件抛光后表面粗糙度要求高、抛光过程中易产生干涉碰撞。
1.2、技术要求对整体叶盘的叶片、流道、叶片与流道的转接处及叶尖进行粗、精抛光加工。
其中粗抛光应保证：a）各区域表面粗糙度。
b）抛光表面不允许有划痕、切痕和压伤。
规定截面的中间截面应平滑转接。
d）保留叶片尖边。
e）叶身型面和流道的轮廓度供参考防止过抛。
f）抛光过程不准碰划伤叶片同时避免抛光高温带来的变形。
g）抛光过程应避免火星飞溅叶片引起表面烧蚀。
精抛光应保证：a）叶尖、叶身型面和转接R粗糙度。
b）叶片全长上距进排气边缘范围内，不允许有横向加工痕迹。
c）叶身型面与叶盘转接半径应仔细打磨并抛光，不允许有划伤、切痕和压伤。
d）规定截面间的中间截面应平滑转接。
e）叶身型面和流道的轮廓度供参考防止过抛。
2、叶盘抛光整体叶盘是发动机的核心部件，其结构特点决定了传统的抛光工具、磨料和方法已经不适用，必须选择合适的工具、磨料和一种切实有效的方法才能进行抛光。
2.1 工作准备工具为加长风动砂枪、电动吊磨，磨料规格为P100、A110、A65、A20的砂带，粒度分别为80#、150#和320#的砂帽以及与之相配套的砂帽载架；羊毛毡轮；粒度在600#～800#金相砂纸。
电解辅助磁力研磨整体叶盘试验研究
电解辅助磁力研磨整体叶盘试验研究
于克强;周锟;靳铁辉;陈燕
【期刊名称】《电镀与精饰》
【年(卷),期】2024(46)4
【摘要】针对航空发动机整体叶盘结构复杂和材料难以加工的特性,在磁力研磨技术的基础上引入电解作用作为辅助手段。
通过电解作用产生易于处理的钝化膜,然后再引入磁力研磨加工技术,加快了对叶盘表面纹理的去除,同时使表面加工质量更加均匀。
通过3D超景深电镜观测叶盘表面形貌,结果显示:经复合研磨20 min,叶盘表面纹理基本去除,表面更加细密、均匀。
表面粗糙度值R_(a)由1.5μm降至0.4μm。
【总页数】5页(P46-50)
【作者】于克强;周锟;靳铁辉;陈燕
【作者单位】辽宁科技大学机械工程与自动化学院;鞍钢股份有限公司中厚板事业部
【正文语种】中文
【中图分类】TH161
【相关文献】
1.磁力研磨法对整体叶盘的抛光工艺研究
2.整体叶盘叶栅通道径向进给电解加工电场仿真和试验研究
3.超声波辅助磁力研磨整体叶盘试验研究
4.磁力研磨工艺对整体叶盘表面完整性的影响
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整体叶盘叶片磨抛工艺参数优化
磨抛工艺参数优化前后的对比 叶片表面粗糙度的变化 叶片表面质量的提升 磨抛工艺效率的提高 用户反馈和满意度调查
PART FIVE
优化目标：提高叶片表面粗糙度，降低磨抛时间 优化方法：采用正交试验设计，分析磨抛参数对叶片表面粗糙度的影响
整体叶盘叶片磨抛 工艺涉及多种技术 和设备，如磨削、 抛光、检测等，需 要综合考虑工艺参 数、材料特性、加 工要求等多个因素。
通过对整体叶盘叶 片磨抛工艺的优化， 可以提高整体叶盘 的性能和可靠性， 降低维护成本，为 航空工业和能源领 域的发展提供有力 支持。
航空发动机制造
燃气轮机制造
船舶动力装置制造
能源发电设备制造
提高叶片表面质量：磨抛工艺可以改善叶 片表面的粗糙度和平整度，提高叶片的耐 磨性和耐腐蚀性。
提高叶片加工精度：磨抛工艺可以精确控 制叶片的尺寸和形状，提高叶片的加工精 度，降低加工误差。
提高叶片使用寿命：磨抛工艺可以提高叶 片的耐磨性和耐腐蚀性，延长叶片的使用 寿命，降低维护成本。
提高叶片性能：磨抛工艺可以改善叶片 的气动性能，提高叶片的抗疲劳性和抗 冲击性，提高发动机的性能和可靠性。
PART THREE
磨抛工具的类型：包括砂轮、磨头、抛光布等 砂轮的选择：根据叶片材料和磨抛要求选择合适的砂轮 磨头的选择：根据叶片形状和磨抛要求选择合适的磨头 抛光布的选择：根据叶片表面粗糙度和磨抛要求选择合适的抛光布
优化结果：确定了最优磨抛参数，提高了叶片表面粗糙度，降低了磨抛时间
应用效果：提高了航空发动机的性能和可靠性，降低了生产成本。
优化目标：提高叶片 磨抛效率，降低表面 粗糙度
优化方法：采用正交 试验法，对磨抛工艺 参数进行优化
磁力研磨光整加工技术的实验研究
’ 引 言 磁力研磨光整加工技术以其具有的柔性、自适 应性、压力可控性好以及表面精度高等特点，在实 现模具型腔精加工的完全自动化方面具有很好的 发展前景。现借用实验手段，分析影响磁力研磨加 工技术的各种因素的影响规律及存在的最佳值。 磁力研磨光整加工和所有的光整加工技术一 样， 有 ! 个主要的技术指标： 加工质量和加工效率， 具体来说就是工件的表面粗糙度和材料的去除 量。而影响工件表面粗糙度和材料去除量的因素很 多，现重点研究加工区域中的磁场强度、加工的间 隙、 加工时间、 磁极的转速、 磁极的形状、 磁粒的成 分、 结构和粒度、 研磨液以及工件的材质等因素， 通 过实验寻找出它们对工件表面粗糙度和材料去除 量的影响规律， 以便对各参数进行优化处理。
图 4 磁极转速对加工性能的影响
#* 当工件回转速度逐渐增大时， 单位 (" 1 ’ !""2 3 ,-.， 时间内磨削距离增加， 金属的去除量也增大， 表面粗 糙度值减小。工件转速增大到一定值后，磨粒会沿 着工件回转的切线方向流动，使工作间隙内磨料飞 散而不利于磨料在加工区域内的保持，如转速继续 增大，则会因工作间隙内磨料基本全部飞散而失去 研磨能力，因此对磁极转速的选择是很重要的。为 了达到理想效果， 应根据实验的条件来定， 本实验条 件下， 实验的结果如图 4 所示， 磁极的转速在 ’ !""2 3 ,-. 较好。
图 # 磁感应强度对加工性能的影响 图 * 加工间隙对磁力研磨加工的影响
使工件表面的金属去除量减小， "# 值增大。 加工间隙的变化引起加工表面粗糙度和金属去 除量变化的原因是工作间隙的变化导致磁感应强度 的变化。为了弄清磁感应强度随工作间隙变化的规 律，对这一问题进行了实验，图 ! 是实验得到的结 果。 这一实验结果是在其它条件不变， 只改变工作间 隙大小的情况下得到的。结果表明， 随着加工间隙的 增大， 磁感应强度几乎呈直线减小。
磁力研磨加工技术研究进展
磁力研磨加工技术研究进展高国富;王岩【摘要】阐述了磁力研磨加工技术研究中,新型磨料研发、磁力研磨装置优化、电化学复合磁力研磨加工技术及超声复合磁力研磨加工技术等方面的研究进展,讨论了超声振动复合磁力研磨加工技术和电化学复合磁力研磨加工技术的材料去除机理与研磨性能,指出无黏结磨粒的研发及复合磁力研磨是目前提高磁力研磨的磨削性能的主要方法.同时,结合磁力研磨的发展历史及研究现状介绍了该技术急需解决的问题.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(034)006【总页数】5页(P813-817)【关键词】磁力研磨;非黏结磨料;超声复合磁力研磨;电化学复合磁力研磨【作者】高国富;王岩【作者单位】河南理工大学机械与动力工程学院,河南焦作454000;河南理工大学机械与动力工程学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TH1610 引言随着对工件精加工表面质量要求的不断提高，新型高效精密磨削方法的开发成为新的研究课题。
磁力研磨、磁流变抛光、磁悬浮技术都是利用磁力的新型加工方法。
磁流变抛光是利用高梯度磁场使磁流变液聚结并具有一定硬度，形成一缎带凸起，成为有黏塑性的Bingham介质，并使这种高速运动的介质通过窄小间隙，对工件表面与之接触区域的材料被去除。
李圣怡等对磁流变抛光进行深入研究［1－2］，解决工件定位、磁流变液成分等问题，提高工件的光洁度，增加加工效率。
磁力研磨是磁性磨料在磁场作用下，对工件表面进行精密研磨的方法［3］。
磁力研磨较之前两种加工方法成本低、装置简单，受到国内学者的广泛研究，并不断改进创新。
苏联工程师Kargo low首次提出磁力研磨这一概念以来，苏联、保加利亚、日本、韩国等国开展研究，在磁力研磨装置设计方面取得了大量成果。
我国对磁力研磨加工技术的研究发展较滞后，近年来以国防科技大学、太原理工大学、大连理工大学为代表在该领域的磁力研磨的装置、加工参数、磨料磨具等方面取得进展，发展迅速。
磁力抛光工艺
磁力抛光工艺磁力抛光是一种利用磁力场和磨料共同作用对工件表面进行加工的表面处理技术。
该技术能够在短时间内将工件表面的缺陷、氧化物和颗粒物等杂质去除，从而实现表面平整化和提高表面质量的目的。
本文将介绍磁力抛光的工艺流程、影响因素以及应用领域等方面的相关知识。
磁力抛光工艺流程主要包括准备工作、抛光操作、清洗处理和涂层封装等过程。
具体步骤如下：1. 准备工作①确定抛光件材料和形状，制定技术要求；②选择磁颗粒和磨料，并按照一定的配比进行混合；③准备抛光设备，包括磁力抛光机、磁化装置和超声波清洗机等设备；④进行抛光试验，确定最佳的抛光参数。
2. 抛光操作①将抛光件与磁颗粒和磨料混合物放入磁力抛光机中，开启磁化装置，形成强磁场；②调整抛光机的转速、时间和磁场强度等操作参数；③对抛光件进行超声波浸泡或冷却处理；④根据需要，重复进行抛光操作，直至达到预设的工艺要求。
3. 清洗处理①将抛光件取出，使用超声波清洗机进行清洗处理；②根据需要，进行干燥和防锈处理。
4. 涂层封装①根据需要，对抛光件进行酸洗处理；②涂上保护性涂层，如防腐漆等；③经过干燥处理，即可完成整个磁力抛光加工过程。
二、磁力抛光影响因素1. 抛光机参数磁力抛光机的转速、时间和磁场强度等参数对磁力抛光的效果有很大影响。
转速过高可能会造成抛光件表面烧伤或失去耐磨性能；而时间过长则会使抛光件表面过于平滑，缺少必要的锐利度。
磁场强度也需要根据抛光件材料的特性来进行调整，太强或太弱都会影响抛光效果。
2. 磁颗粒和磨料的选用磁颗粒和磨料是决定磁力抛光质量的关键因素。
在选择时需要考虑抛光件的材料、形状和表面状态等因素，以及所要达到的抛光效果。
一般来说，磁颗粒应具有高磁导率和磁饱和度等特性，而磨料则应优先选择硬度适中、颗粒均匀的材质。
3. 超声波浸泡或冷却在抛光过程中，超声波浸泡或冷却处理可以有效地降低抛光件的温度和抛光剂的粘附度，从而提高抛光质量和加工效率。
使用超声波浸泡时，需要注意超声波的频率和功率是否适当，过高或过低都会影响抛光效果。
整体叶盘叶片磨抛工艺参数优化
整体叶盘叶片磨抛工艺参数优化赵晖;董艳彬;史耀耀;赵涛【摘要】以整体叶盘作为加工对象,为提高其叶片表面加工质量,降低表面粗糙度,展开整体叶盘磨抛工艺参数(如砂带粒度、砂带线速度、进给速度)的优化.首先,进行整体叶盘数控磨抛试验,其次,应用信噪比优化磨抛工艺参数,最后,选最优工艺参数对整体叶盘进行磨抛试验,加工表面测量结果表明,整体叶盘表面粗糙度显著降低,满足叶盘表面加工质量要求.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】4页(P97-99,104)【关键词】整体叶盘;表面粗糙度;磨抛工艺;信噪比试验设计;工艺参数优化【作者】赵晖;董艳彬;史耀耀;赵涛【作者单位】西北工业大学现代设计与集成制造教育部重点实验室,西安710072;中航工业西安航空发动机有限公司,西安710021;西北工业大学现代设计与集成制造教育部重点实验室,西安710072;西北工业大学现代设计与集成制造教育部重点实验室,西安710072【正文语种】中文整体叶盘由于其重量轻、气动性能好，已成为新一代航空发动机的核心部件，它在提高发动机性能、降低发动机质量、提高发动机可靠性、减小故障率中起到关键作用[1]。
因此，其加工质量的优劣很大程度影响发动机的工作效率和寿命。
为保证发动机具有良好的使用性能及寿命，要求整体叶盘具有较高的表面质量，而表面粗糙度作为表征加工表面质量的主要参数，其预测及控制在整体叶盘加工领域的应用已成为近年研究的重点。
Yonga等[2]运用响应面法建立表面粗糙度预测模型，并通过预测模型获取最小的表面粗糙度；Ho 等[3]提出了基于自适应模糊系统的田口遗传算法建立端铣工件的表面粗糙度预测模型的方法；Hanafi等[4]利用人工神经网络研究切削速度、切削深度及进给率与表面粗糙度之间的复杂关系；MOOLA MOHAN等[5]采用响应面法预测端铣陶瓷表面粗糙度；WANG等[6]对回归分析方法预测单晶金刚石刀具超精密加工表面粗糙度进行了研究；池龙珠[7]通过信噪比试验设计法对磨削表面粗糙度进行预测。
磁力研磨抛光
磁力研磨抛光在模具自由曲面中的机械和技术研究关键词：模具自由曲面磁力研磨抛光轨迹生成摘要：目前为了解决自由曲面抛光的问题，根据对模具抛光弯曲表面的要求，结合电磁场理论，采用磁性磨料，借助磁力完成了模具自由弯曲表面的抛光，引进了在磁场中抛光过程的新工艺，它开始陈述了磁场力的加工特点，分析了抛光工艺过程的主要参数，并实现了对磁性磨料研磨运动轨迹的理解和产生的讨论，提出了通过磁性研磨抛光得到了移除弯曲表面的处理方法。
引言目前，模具的形状正在变得越来越复杂，其弯曲表面所占的比例在持续增加，为此对模具加工技术提出了更高的要求来保证更高的制造精确度，表面质量和审美表面。
随着数值控制、电火花加工和CAD/CAM系统及自动化的应用，这些技术主要是认为实现模具弯曲表面的抛光。
但是目前模具抛光的加工过程，主要是依赖于有经验的操作员。
抛光时间占据了整个时间的百分之30-50，它变成了模具制造的瓶颈。
这就意味着熟练地工作者是不可缺少的，同时这个过程是很费时费力的，并且在抛光后表面质量的稳定性是很难保证的，特别是在抛光的最后阶段，若有一些事情出错，可能会引起整个模具的废弃，这样可能会引起更大的经济损失。
自由表面是复杂的、没有规律的、没有旋转的表面，通常也很难用数学公式和机械运动规则精确地描述。
同时磁力抛光有很多优势，比如有很好的灵活性，自我调节控制性等。
因此这样能够使复杂形状的表面有更小的粗糙度。
通过在这篇文章里介绍的模具磁性研磨抛光的特点，分析了影响磁性研磨抛光及其轨迹的主要参数，提出了在磁性研磨抛光中除掉多余表面得到平整表面的方法。
磁性研磨抛光的原理和特点。
磁性研磨抛光的方法是采用磁性研磨剂，通过磁场中磁力的作用，磁性研磨剂工作在表面，同时保持在模具表面和磁极之间间断工作。
因此在制造过程中磁粒被有序的安排在沿着磁力线周围。
同时形成了磁性刷，在磁力作用下围绕在模具表面。
由于磁场和被加工件的旋转会使磁性刷和被加工件的表面产生一个相关的运动，这样可以用磁性研磨剂来抛光被加工件表面。