[发明专利]航空发动机用复杂曲面形叶尖的磨削加工装置

说明书

本发明公开了一种航空发动机用复杂曲面型叶尖的磨削加工装置，包括机床台架，机床台架上设有固定于机床台架上的用于装夹固定待加工机匣工件的工件安装台以及可移动地连接于机床台架上的移动工作台，工件安装台与移动工作台相对的布设，移动工作台上设有磨削加工组件，通过控制移动工作台在机床台架上的移动以使磨削加工组件伸入至待加工机匣工件内并对待加工机匣工件的叶片叶尖进行磨削加工；机床台架的侧向上设有用于在线预检磨削加工组件和对磨削加工组件进行在线修形加工并测量的在线校检修形装置。能够将在线检测、在线修形、在线监测等功能集成到数控外圆磨床上，加工方法简单、加工表面质量好，而且加工效率高、成本低。

技术领域

本发明涉及航空发动机叶片型面加工技术领域，特别地，涉及一种航空发动机用复杂曲面形叶尖的磨削加工装置。

背景技术

叶片是航空发动机的关键零件，对整机的工作性能起着决定性的作用。为了满足高温、高压和高速状态下的高可靠性长寿命服役性能要求，航空发动机叶片常采用热强钢、钛合金和高温合金等合金化程度很高的材料制成，而且其加工表面质量、加工面型精度和尺寸精度要求高。

针对航空发动机叶片这一难加工材料零件的高精高质高效加工需求，国内外研究人员进行了大量的研究，取得了丰富的研究成果并已应用于实际生产。而随着航空发动机技术的发展，为了提高叶片的使役性能，叶片叶尖开始采用复杂曲面型端面，其尺寸精度和加工表面质量要求也不断提高。此外，由于叶片叶尖端面狭长，加工空间有限，因此加工难度很大。

现有的叶片叶尖端面加工主要包括两种方式：第一种，采用车削方式加工，通过控制刀具路径实现复杂曲面型叶片叶尖加工，但是加工表面质量较差，甚至会出现由于个别叶片加工超差而导致整个零件直接报废的问题，严重影响发动机生产效率；第二种，采用仿形砂轮进行加工，虽然解决了加工表面质量差的问题，但是轴向对刀误差导致加工面型精度达不到要求。

目前研究人员针对复杂曲面型叶片叶尖加工方面的研究较少，还未建立起切实可行的加工方法及相关辅助工艺装置。

因此，亟需开发一种切实可行的针对复杂曲面型叶片叶尖的加工方法，解决这一难加工材料复杂零件加工表面质量差、加工面型精度低的难题，这对于提高发动机生产效率具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种航空发动机用复杂曲面形叶尖的磨削加工装置，以解决现有复杂曲面型叶片叶尖加工，加工的表面质量差、加工面型精度低的技术问题。

本发明提供一种航空发动机用复杂曲面型叶尖的磨削加工装置，包括机床台架，机床台架上设有固定于机床台架上的用于装夹固定待加工机匣工件的工件安装台以及可移动地连接于机床台架上的移动工作台，工件安装台与移动工作台相对的布设，移动工作台上设有磨削加工组件，通过控制移动工作台在机床台架上的移动以使磨削加工组件伸入至待加工机匣工件内并对待加工机匣工件的叶片叶尖进行磨削加工；机床台架的侧向上设有用于在线预检磨削加工组件和对磨削加工组件进行在线修形加工并测量的在线校检修形装置。

进一步地，磨削加工组件包括转动连接于移动工作台上的砂轮杆、装配于砂轮杆上的仿形砂轮以及驱使砂轮杆带动仿形砂轮转动的驱动装置，驱动装置电连接或通讯连接至机床控制系统，仿形砂轮的外形与待加工机匣工件的叶片叶尖表面的复杂曲面形状相匹配。

进一步地，在线校检修形装置包括设于机床台架上的安装台、固定于安装台上的刀架以及装配于刀架上的车刀，刀架上还设有用于实现车刀对刀和在线监控修行加工工况的测力传感器，测力传感器电连接或通讯连接至信号处理系统。

进一步地，在线校检修形装置还包括设于机床台架上的支撑架以及设于支撑架上的用于基准定位或校准移动位置的位移传感器，位移传感器电连接或通讯连接至信号处理系统。

进一步地，信号处理系统与机床控制系统电连接或通讯连接。

进一步地，安装台和/或支撑架可调节地布设于机床台架上。