[发明专利]一种叶片型面横向数控抛光方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机叶片机械加工技术领域，具体为一种叶片型面横向数控抛光方法。

背景技术

航空发动机叶片在工作中要承受巨大的离心力和复杂的启动力及振动，还要受到热应力的作用，工作环境比较恶劣，其在发动机中的功能及使用工况，决定了叶片是发动机中形状复杂、尺寸跨度大、承载最大的零件。因此叶片需经抛光工艺环节获得较高的表面质量，以提高其使用性能。

但由于叶片结构在向大、薄、曲率复杂、种类多样、质量要求高等方向发展，这给叶片的抛光技术带来了严峻的考验，其主要难题是叶片加工变形与发动机性能要求间的矛盾、生产效率较低与国防单位需求间的矛盾、表面质量难以控制与使用性能要求间的矛盾。因此，为减小加工变形，实现高效率、高质量的薄壁叶片抛光加工，保障航空发动机的使用可靠性，开展薄壁叶片自动化抛光工艺及控制技术的研究是十分必要的。

目前国内针对航空发动机叶片抛光采用的方法主要为手工抛光、数控抛光、磨粒流抛光、气囊抛光，手工抛光去除量不均匀、效率低、劳动强度大，需投入较大的人力、物力、财力，并且耗时较长；磨粒流抛光目前并不成熟，抛光中容易造成叶片进排气边的损伤；气囊抛光尚处于研发阶段，不适宜运用于实际抛光，所以，现在普遍采用数控抛光，但数控抛光一般抛光轨迹采用直纹面拟合，其具有一定的误差，而且其抛光方法为纵向抛光，抛光后纵纹明显，抛光效果不理想。

发明内容

要解决的技术问题

为了解决叶片抛光后纵纹明显，抛光效果不理想，并且抛光效率低的问题，本发明提出了一种叶片型面横向数控抛光方法。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种叶片型面横向数控抛光方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：选择硬度在35~50HS的接触轮，接触轮的接触面上开有斜槽，斜槽与接触轮轴向方向夹角为30°~60°；

步骤2：规划数控抛光轨迹：

步骤2.1：通过三维CAD建模软件建立叶片的三维模型，以叶片流道线方向为u方向，与流道线垂直方向为v方向，叶片积叠轴方向与工件坐标系中y轴平行，叶身方向与工件坐标系中x轴平行；设定工件坐标系，使工件坐标系与叶片坐标系重合；

步骤2.2：提取叶片三维模型上的叶尖与叶根曲线，分别依次使其绕着与y轴平行且通过工件坐标系原点p的轴线旋转生成两张旋转面，依次记为S₀、S₁；将S₀、S₁分别与工件坐标系x-y平面求交，获得两条交线c1，c2；通过c1，c2两条曲线生成面直纹面Γ，在面Γ上沿u方向提取n条等参线，记为{e₁,e₂,e₃,.....e_n}，）分别使e₁,e₂,e₃,.....e_n绕着与y轴平行且通过点p的轴线依次旋转生成旋转面，依次记为{S₁,S₂,S₃,......S_n}；将S₁,S₂,S₃,......S_n与叶片三维模型上的叶背面分别求交，得到交线序列{l₁,l₂,l_3，·nl，对l₁,l₂，l₃,.....l_n进行放样，生成参数化的叶片型面；

步骤2.3：沿v方向在步骤2.2得到的参数化的叶片型面上插入m条等分线，将参数化后的叶片型面沿u向等分成m-1段，每段宽度为抛光轮直径的1/20；将每条等分线离散为点集，提取等分线上相邻距离3mm的点作为抛光接触点，以接触点在工件坐标系中的坐标作为抛光轮在叶片型面上的加工点坐标，以接触点处的主法线方向作为抛光刀轴的中心轴线矢量方向，得到参数化的叶片型面的数控抛光轨迹；

步骤3：按照步骤2设定的数控抛光轨迹对叶片进行抛光，抛光时接触轮沿自身轴线方向移动，接触轮轴线方向沿v方向。

有益效果