[发明专利]叶片进排气边数控抛光方法

摘要

本发明公开了一种叶片进排气边数控抛光方法，用于解决现有叶片数控抛光方法实用性差的技术问题。技术方案是采用“3+1”轴数控机床编程方法，利用页轮对进排气边部分进行纵向抛光，即刀具沿叶片积叠轴方向做进给运动。将叶片通过榫根定位装夹在“3+1”轴数控机床上，使用页轮作为抛光刀具，通过提取视图最大轮廓线的方式获得刀触点轨迹，并进行走刀路径规划，利用分行定轴加工的方式控制页轮姿态和轨迹，对进排气边进行纵向抛光。本发明方法避免了背景技术方法对叶片表面造成的损伤，解决了现有的抛光方法中存在的抛光余量不均匀，对叶片极小曲率半径区域不适用的问题，实用性强。

主权项

一种叶片进排气边数控抛光方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、将叶片（1）装夹在3+1轴数控机床上；叶片（1）通过榫根定位，使叶片（1）的积叠轴与机床A轴（6）重合；叶片（1）安装在夹具体（3）上与榫根相契合的通槽中，定位销（4）限定叶片（1）在通槽中的位置，并通过紧定螺钉（5）和压紧销（2）顶紧；夹具体（3）固定在数控机床的转轴上；抛光工具采用圆柱形的页轮（11）；步骤二、确定排气边抛光区域初始边界轮廓线（8），记为空间曲线L_1,0，初始边界轮廓线（8）是在页轮轴线（12）方向不变的情况下能够与叶片（1）连续接触的最靠近叶盆方向的接触线；第一步，调整工件坐标系，使其X轴与在数控机床上定位后叶片（1）的积叠轴重合；第二步，利用建模软件中的视图转换功能，使叶片（1）模型正视于工件坐标系下的XOY平面；第三步，先通过视图的定向功能，使工件坐标系绕X轴负方向旋转，以5°为单位调整叶片（1）的位置；再通过视图的微调功能，以0.5°为单位调整叶片（1）的位置，并对提取到的视图最大轮廓线进行检验，直到出现的叶片临界最大轮廓线在排气边部分连续，则该视图下的最大轮廓线即为初始边界轮廓线（8）；步骤三、规划第一条抛光路径；第一步，将空间曲线L_1,0作为第一条走刀路径，将靠近排气边的安装缘板上表面轮廓线记为L_1,a，并保存此时的坐标系；第二步，在该坐标系下，将L_1,0沿Z轴负方向复制得到L_1,0沿Z轴负方向的偏置线（13），记为L_1,4，其相对距离为页轮宽度的一半，记为d_1,0；再将曲线L_1,4沿Y轴方向进行双向拉伸成曲面M₁，M₁作为本次走刀路径在数控编程时的加工面，需要单侧的拉伸长度大于编程时进刀长度；第三步，将空间曲线L_1,0、L_1,a分别投影在Z=a的平面M内，得到空间曲线L_1,0在平面M的投影线（9），记为L_1,2，和L_1,a在平面M的投影线L_1,b；再将曲线L_1,2、L_1,b朝远离叶片1的方向偏置，得到L_1,2在平面M内的偏置线（10），记为L_1,3，和L_1,b在平面M内的偏置线L_1,c；第四步，将曲线L_1,3和L_1,c通过圆角R=0.5连接，并对连接后的长度进行调整，使其符合后续数控编程的要求；步骤四、规划第n条抛光路径；首先进行第二条抛光路线的规划；在建模环境下新建一个图层，将工件坐标系沿X轴旋转一个角度θ，保存此时的坐标系，并将第一条路径规划时所用的L_1,c复制到该图层中；其中坐标系旋转方向是按能够使下一个最大视图轮廓线依旧连续完整来确定的，旋转角度θ取3°～10°，然后，按规划第一条抛光路径的方式规划第二条抛光路径，直至排气边部分出现的最大视图轮廓线不连续时结束，至此一共得到n条抛光路径；步骤五、根据所规划的叶片抛光路径进行数控编程；在每一条抛光路径规划完成之后，都需要从建模的环境转换到加工的环境，以线驱动的方式进行数控编程；选择曲面M₁作为加工面，以连接并调整后的L₁₃和L_1c作为驱动线，选择固定刀轴矢量的方式进行加工；刀具类型选择为平底刀，刀具半径设定为偏置距离d_1,1，沿叶根到叶尖方向走刀；其中，弦高误差取0.005mm～0.01mm，刀轴矢量恒定为路径规划时工件坐标系的Z轴。