[发明专利]一种成型圆弧叶片进/排气边的数控抛光方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机叶片的机械加工领域，具体为一种成型圆弧叶片进/排气边的数控抛光方法。

背景技术

叶片的加工质量对燃气涡轮发动机等航空发动机的可靠性有重要的影响，而通常，发动机的工作寿命即取决于叶片的工作性能，叶片进气边和排气边的形状对整个叶片的气动性能具有非常重要的意义，其表面质量直接影响到叶片的气动性能，进而影响到航空发动机的性能。由于磨粒流抛光和机械振动抛光容易造成叶片进/排气边的损伤，影响叶片或者整体叶盘叶片的气动性，所以目前针对叶片进/排气边的抛光方法主要为人工抛光，通过把砂纸或者砂带弯折，使弯折处贴合到叶片的进排气边，用人工夹持沿叶片的进排气边进行往复运动实现抛光。但人工抛光过程的去除量不均匀，进/排气边的形状精度难以控制，加工的一致性差，对工人的技术和经验要求高，效率低，经常影响整个叶片的制造周期；此外现在普遍采用的整体叶盘数控加工方法，传统的人工抛光方法难以融入数控系统中。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有的成型圆弧叶片进/排气边抛光方法的不足，本发明提出了一种成型圆弧叶片进/排气边的数控抛光方法。

技术方案

本发明的技术方案包括以下步骤：

步骤1：加工开槽刀：通过机械加工方法加工得到抛光轮型槽的开槽刀，其中开槽刀的刀头前端截面为半圆，半圆半径与成型圆弧叶片进/排气边的圆弧半径相同，均为r；

步骤2：加工抛光轮型槽：采用步骤1加工得到的开槽刀在抛光轮上加工一圈抛光轮型槽，型槽深度与成型圆弧叶片进/排气边的圆弧半径相等，型槽截面垂直于抛光轮中心轴，并测量型槽中心与抛光轮底面的距离h；

步骤3：将抛光轮底面与数控系统的动力头固定后，按照抛光轮底面对刀；在数控系统中控制抛光轮中心与成型圆弧叶片进/排气边轮廓线距离为恒定值R-r，R为抛光轮非型槽段的横截面半径，并控制成型圆弧叶片进/排气边轮廓线与抛光轮底面距离为h，以及控制抛光轮中心轴与成型圆弧叶片进/排气边轮廓垂直；

步骤4：抛光轮随数控系统动力头主轴旋转，数控系统按步骤3的控制要求控制抛光轮对成型圆弧叶片进/排气边进行抛光。

有益效果

本发明所提出的针对成型圆弧叶片进/排气边的数控抛光方法操作简单容易实现，实现了抛光过程的机械化和自动化，使进/排气边的表面质量稳定，同时大大提高了抛光的效率和精度，不仅可以用于普通圆弧型叶片进/排气边的抛光，也可以用于圆弧型整体叶盘叶片进/排气边的抛光。

附图说明

图1：抛光过程的局部示意图；

图2：抛光轮型槽加工过程示意图；

图3：抛光过程的整体示意图；

其中：1、型槽；2、进气边；3、成型圆弧叶片；4、抛光轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

在本实施例中对某型航空发动机成型圆弧叶片的进气边进行抛光加工。

首先加工开槽刀：从发动机圆弧叶片设计图纸中得到叶片进气边的圆弧半径为r；采用线切割方法加工抛光轮型槽的开槽刀，其中开槽刀的刀头前端截面为半圆，半圆半径与叶片进气边的圆弧半径相同，加工精度为±0.01mm，开槽刀厚度3～10mm。

其次加工抛光轮型槽：选取一个半径为R的抛光轮，用上述加工得到的开槽刀在抛光轮上加工一圈抛光轮型槽，型槽深度与叶片进气边的圆弧半径r相等，加工精度保证在±0.01mm，且型槽截面垂直于抛光轮中心轴，如附图2所示，并测量型槽中心与抛光轮底面的距离h，为后续数控加工提供参数。

加工好抛光轮型槽后，将抛光轮底面与数控系统的动力头固定，如图3所示，按照抛光轮底面对刀，对刀精度为±0.01mm；在数控系统中控制抛光轮中心与叶片进气边轮廓线距离为恒定值R-r，并控制叶片进气边轮廓线与抛光轮底面距离为h，以及控制抛光轮中心轴与叶片进气边轮廓垂直。而后启动数控系统动力头主轴，抛光轮随主轴旋转，数控系统控制动力头按照上述控制要求运动，完成对叶片进气边的抛光。

对成型圆弧叶片排气边的抛光过程与进气边抛光过程相似，只需在加工开槽刀时以叶片排气边的圆弧半径作为开槽刀加工尺寸即可。