[发明专利]一种涡轮增压器可变截面喷嘴环叶片的加工方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种机械加工方法，尤其是涉及一种涡轮增压器喷嘴环叶片的加工方法。

背景技术

 众所周知，涡轮增压器是用于内燃机进气增压,提升内燃机工作效率的产品,它是由内燃机排出的废气驱动涡轮增压器安装于排气管上排气端的涡轮叶片,再带动同轴并安装于内燃机进气管的涡轮增压器上压气端的叶片旋转作功进行增压，使进气压力得到提升,从而改善内燃机工况，提升内燃机的功率，其中可变截面喷嘴环叶片是通过一定角度的旋转,来改变废气排气截面大小,从而调节涡轮增压器排气压力,控制涡轮增压器转速，进而控制进气增压压力的零部件,由于可变截面喷嘴环叶片工作在约600℃～1200℃的高温和高压环境下,因而要求叶片具有较高的机械性能和加工精度。

现有涡轮增压器可变截面喷嘴环叶片一般采用耐热合金精密铸造或粉末冶金材料注射成型、烧结后,再进行机械加工，机械加工先进行叶杆和叶片下端面的粗车或精车,然后在不同的磨床上分别对叶杆,端面等不同部位进行磨削加工，这种加工方式加工工序多,需多次装夹，定位麻烦，不仅劳动强度大，加工效率低,加工成本高，易产生加工毛刺, 而且加工质量控制难度大，加工废品率高，零件的机械性能也难以保证。

发明内容

针对上述现有技术中涡轮增压器可变截面喷嘴环叶片机械加工中所存在的问题，本发明提供了一种可一次机械加工成型, 不仅加工效率高，加工成本低，而且加工质量高的涡轮增压器可变截面喷嘴环叶片的加工方法。

本发明所述涡轮增压器可变截面喷嘴环叶片加工方法是：将叶片装夹在旋转的夹具上，根据叶片形状制作砂轮，根据叶片的叶杆和下端面磨削量得出砂轮的进给宽度与进给深度比值，通过电脑控制使砂轮在旋转运动的同时按比值角度相对于叶片同时作斜向进给运动，对叶杆及下端面同时进行磨削加工并进行自动测量，达到加工要求后砂轮自动退回，直至工件加工完毕。

所述砂轮斜向进给是砂轮动力头角度可调节的进给方式，它可根据叶杆上不同角度的倒角和退刀槽在磨削加工前选定不同比值角度的砂轮进行斜向进给运动调节，从而可在一台机床一道工序上加工出具有不同倒角和退刀槽的叶片。

所述砂轮为电镀CBN砂轮或者陶瓷粘合剂CBN砂轮，陶瓷粘合剂CBN砂轮使用一定时间后应当进行自动参数的补偿或者用成型修刀器修刀轮进行修正，而电镀CBN砂轮使用一定时间后应当进行电镀修复。

本发明所述方法可使可变截面喷嘴环叶片在一道工序上一次性同时完成叶片的叶杆和下端面的成型机械加工, 不仅加工效率高，加工成本低，而且能获得高的尺寸精度和低的表面粗糙度，加工表面不易产生裂纹和烧伤，残余应力小，提高了工件疲劳强度，工件的耐用度能提高10%～50%。同时加工中粉末灰尘少，不污染环境，节能降耗，是一种比现有的涡轮增压器喷嘴环叶片加工更为优越的一种机械加工方法。

本发明所述加工方法中，所述CBN(立方氮化硼)砂轮为电镀CBN砂轮或者陶瓷粘合剂CBN砂轮，前者成型工艺简单，生产成本低，但不能修正，只能电镀修复, 适用于大批量的机械加工和几何图形复杂成型磨加工用；陶瓷粘合剂CBN砂轮具有磨削力强，高速加工不烧伤工件，可修正和并且耐用等优点，是目前最理想的高速，高效和高精度的磨削工具。所述方法中砂轮的进给是角度可调节的斜向进给方式，通过计算叶片形状与砂轮形状，得出需要的进给宽度与进给深度比值，进而确定进给角度与进给位移，所述一次成型是针对不同叶片不同形状叶杆及下端面加工部位,不包括上端面磨削加工。所述斜向进给加工是根据工件成型具有的一定倒角和垂直两面同时磨销原理而采用的快速机械加工方法。

本发明优点在于使需要在多台不同机床和多道工序上分别进行叶杆和下端面加工的可变截面喷嘴环叶片在单台机床一道工序上就可同时完成叶片的叶杆和下端面加工，不仅节省了人力物力和加工时间，大大提高了加工效率，而且能使叶片的加工精度和机械强度得到保证，提高了加工质量。

附图说明

图1是本发明所述加工方法装置示意图。

在图中，1、叶片 2、砂轮  3、叶杆  4、下端面  5、上端面。

具体实施方式

本发明所述涡轮增压器可变截面喷嘴环叶片加工的方法是：将叶片1（即涡轮增压器可变截面喷嘴环叶片）装夹固定在机机床动力轴的夹具上，并按工艺要求作一定转速的匀速旋转运动，根据叶片形状尺寸要求制作出相对应的砂轮外轮廓成型形状，并得出砂轮的进给宽度与进给深度的比值，根据进给宽度和进给深度的比值（三角函数值）计算出砂轮2进给角度和位移量,将进给角度和位移量输入电脑，通过电脑控制，在砂轮匀速旋转运动的同时相对于叶片使砂轮按进给角度(如图1所示α)作斜向进给运动，斜向进给运动使砂轮对叶片的叶杆3和下端面4同时进行磨削加工，在加工的同时对工件进行自动测量，达到加工要求后砂轮自动退回，直到工件加工完毕。砂轮的旋转速度及方向和斜向进给移动速度及方向以及叶片的旋转速度及方向(如图1所示)的选择通过工艺确定进行组合确定，形成一种新的两转一移加工方式对叶片的叶杆和下端面同时进行磨削一次成型加工，所述进给角度α调节可加工出不同角度的叶杆倒角,所述一次成型加工是针对不同叶片不同形状的叶杆及下端面加工部位,不包括上端面5磨削加工。陶瓷粘合剂CBN砂轮使用一定时间后进行自动参数的补偿或者用成型修刀器修刀轮进行修正,而电镀CBN砂轮则可进行电镀修复。