專利名稱：葉片緣板與葉身過(guò)渡圓弧部分的數(shù)控拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的機(jī)械加工領(lǐng)域，具體為葉片緣板與葉身過(guò)渡圓弧部分的數(shù)控拋光方法。
背景技術(shù)：
在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其是航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械加工領(lǐng)域，葉片的加工質(zhì)量對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性有重要的影響，而葉片的表面質(zhì)量直接影響到葉片的氣動(dòng)性能，進(jìn)而影響到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。拋光加工處理是提高葉片表面質(zhì)量的主要方法，也有很多公開的技術(shù)文獻(xiàn)針對(duì)葉片的拋光加工提出了各種設(shè)備和方法，如專利200610155853. 8提出了一種五坐標(biāo)自適應(yīng)葉片拋光機(jī)，專利0觀對(duì)300. 5提出了一種用于拋光燃?xì)廨啓C(jī)葉片表面的方法和設(shè)備，還有專利200520020307. 4設(shè)計(jì)了一種葉片拋光機(jī)，但這些公開技術(shù)中往往都是針對(duì)葉片的葉身部分進(jìn)行拋光加工，沒有提及如何對(duì)葉片緣板與葉身過(guò)渡圓弧部分進(jìn)行拋光加工，而目前實(shí)際加工過(guò)程中，主要采用人工拋光方式，即把砂紙裹在手指或者帶有一定圓弧的棒料上，然后使手指或者棒料沿著過(guò)渡進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也可以使用帶有一定圓弧的條形油石沿過(guò)渡圓弧作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣的人工拋光過(guò)程去除量不均勻，過(guò)渡圓弧部分形狀精度難以控制，有可能導(dǎo)致葉片的剛性減弱，另外勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)工人的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)要求很高， 效率低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足葉片大批量生產(chǎn)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為解決現(xiàn)有人工拋光方法不能夠滿足葉片大批量生產(chǎn)需求的問(wèn)題，本發(fā)明提出了葉片緣板與葉身過(guò)渡圓弧部分的數(shù)控拋光方法。技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案為所述數(shù)控拋光方法以下步驟步驟1 從葉片設(shè)計(jì)圖紙或葉片理論模型中獲取葉片緣板與葉身過(guò)渡圓弧半徑R ；步驟2 采用銑削方式加工靠模靠?；w為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體底面進(jìn)行平面磨，平面度< 0.01 ；在靠?；w內(nèi)開有靠模和導(dǎo)向槽，靠模為四分之一凹球面，用于加工拋光輪， 凹球面半徑與過(guò)渡圓弧半徑R相同，凹球面球心距離豎直徑向定位基準(zhǔn)面的距離為R ；靠模后段為導(dǎo)向槽，用于加工拋光輪時(shí)引導(dǎo)拋光輪，導(dǎo)向槽為二分之一凹圓柱，凹圓柱半徑為 R，凹圓柱軸線距豎直徑向定位基準(zhǔn)面的距離為R，凹圓柱長(zhǎng)度為5 15mm ；導(dǎo)向槽末端有水平徑向定位基準(zhǔn)面和軸向定位基準(zhǔn)面，水平徑向定位基準(zhǔn)面距靠模基體上表面的距離為 R+3mm R+10mm，水平徑向定位基準(zhǔn)面與靠模基體底面的平行度< 0. 012，軸向定位基準(zhǔn)面與靠模基體底面的垂直度< 0. 012 ；步驟3 加工拋光輪將靠模基底固定于工作臺(tái)面，選用圓柱形拋光輪，拋光輪底面與加工主軸同軸固定，調(diào)整加工主軸使主軸軸向和軸向定位基準(zhǔn)面垂直，采用拋光輪底面和軸向定位基準(zhǔn)面進(jìn)行對(duì)刀，再采用拋光輪外圓與水平徑向定位基準(zhǔn)面和豎直徑向定位基準(zhǔn)面進(jìn)行對(duì)刀，而后主軸旋轉(zhuǎn)并沿導(dǎo)向槽移動(dòng)加工主軸，將拋光輪頭部加工為半球形，且半球半徑為r，r范圍為3mm彡r彡R ；步驟4 在數(shù)控系統(tǒng)中確定拋光軌跡在數(shù)控系統(tǒng)中按照距離r分別沿外法線方向取葉片葉身的等距面R1和葉片緣板內(nèi)型面的等距面S1;按照距離r/10，2r/10，…，(n-1)
r/10依次沿外法線方向取R1的等距面&，民，…，Rn，其中n= (i + 1"r)Xl° ，公式中r和
r _
R單位為mm，求取R1 &與S1的交線Ii, i = 1 η ；按照距離r/10，2r/10,…，(n-1) r/10 依次沿外法線方向取S1的等距面S2A3，…，Sn，求取& &與R1的交線m」，j = 2 η 和1 即為拋光輪數(shù)控拋光過(guò)程的拋光軌跡；步驟5 將待拋光的葉片與拋光輪對(duì)刀后，按照步驟4確定的拋光軌跡控制拋光輪完成對(duì)葉片緣板與葉身過(guò)渡圓弧部分的數(shù)控拋光。有益效果本發(fā)明通過(guò)對(duì)同一批次葉片制作靠模，加工拋光輪后，能夠方便地實(shí)現(xiàn)過(guò)渡圓弧部分的機(jī)械化自動(dòng)化拋光，可以保證過(guò)渡圓弧部分的表面質(zhì)量穩(wěn)定，拋光的一致性好，且拋光效率和穩(wěn)定性大大提高。


圖1 靠模的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2:拋光過(guò)程示意圖；圖3:拋光輪示意圖；其中1、靠?；w；2、靠模；3、導(dǎo)向槽；4、豎直徑向定位基準(zhǔn)面；5、水平徑向定位基準(zhǔn)面；6、軸向定位基準(zhǔn)面；7、葉身；8、過(guò)渡圓??；9、葉片緣板；10、拋光輪。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例描述本發(fā)明在本實(shí)施例中對(duì)某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片緣板與葉身的過(guò)渡圓弧8進(jìn)行拋光加工。步驟1 從葉片設(shè)計(jì)圖紙中獲取葉片緣板與葉身過(guò)渡圓弧8的半徑R，半徑尺寸精度為士0. Olmm ；步驟2 在數(shù)控銑床上采用銑削方式加工靠模參照附圖1，靠?；w1為長(zhǎng)方體， 長(zhǎng)方體底面進(jìn)行平面磨，平面度< 0. 01 ；在靠?；w1內(nèi)開有靠模2和導(dǎo)向槽3，靠模2為四分之一凹球面，用于加工拋光輪，凹球面半徑與過(guò)渡圓弧半徑R相同，凹球面球心距離豎直徑向定位基準(zhǔn)面4的距離為R，其中豎直徑向定位基準(zhǔn)面4與靠?；w底面的垂直度 (0. 012，靠模2的加工精度為士0. 01mm，表面粗糙度Ra為12. 5 25 ；靠模2后段為導(dǎo)向槽3，用于加工拋光輪時(shí)引導(dǎo)拋光輪，導(dǎo)向槽為二分之一凹圓柱，凹圓柱半徑為R，凹圓柱軸線距豎直徑向定位基準(zhǔn)面4的距離為R，凹圓柱長(zhǎng)度為5 15mm，導(dǎo)向槽3的加工精度為士 0. 0 Imm ；導(dǎo)向槽末端有水平徑向定位基準(zhǔn)面5和軸向定位基準(zhǔn)面6，水平徑向定位基準(zhǔn)面 5距靠?；w上表面的距離為R+3mm R+10mm，水平徑向定位基準(zhǔn)面5與靠?；w底面的平行度< 0. 012，軸向定位基準(zhǔn)面6與靠模基體底面的垂直度< 0. 012 ；
步驟3:加工拋光輪將靠模基底1固定于工作臺(tái)面，選用圓柱形拋光輪，拋光輪底面與加工主軸同軸固定，調(diào)整加工主軸使主軸軸向和軸向定位基準(zhǔn)面6垂直，采用拋光輪底面和軸向定位基準(zhǔn)面進(jìn)行對(duì)刀，對(duì)刀精度為士 0.01mm，再采用拋光輪外圓與水平徑向定位基準(zhǔn)面5和豎直徑向定位基準(zhǔn)面4進(jìn)行對(duì)刀，對(duì)刀精度為士0. Olmm,而后主軸旋轉(zhuǎn)并沿導(dǎo)向槽移動(dòng)加工主軸，當(dāng)移動(dòng)距離為導(dǎo)向槽的長(zhǎng)度后，開始加工拋光輪頭部，接著繼續(xù)沿導(dǎo)向槽緩慢勻速移動(dòng)加工主軸，將拋光輪頭部加工為半球形，且半球半徑為r，r范圍為 3mm彡r彡R，本實(shí)施例中加工得到的r = R ；加工好的拋光輪10頭部為半球形，主體為圓柱形，如圖3所示。步驟4 在數(shù)控系統(tǒng)中確定拋光軌跡在數(shù)控系統(tǒng)中按照距離r分別沿外法線方向取葉片葉身的等距面R1和葉片緣板內(nèi)型面的等距面S1;按照距離r/10，2r/10，…，(n-1)
r/10依次沿外法線方向取R1的等距面&，民，…，Rn，其中n= (i + 1~r)Xl° ，公式中r和
權(quán)利要求
1. 一種葉片緣板與葉身過(guò)渡圓弧部分的數(shù)控拋光方法，其特征在于所述數(shù)控拋光方法以下步驟步驟1 從葉片設(shè)計(jì)圖紙或葉片理論模型中獲取葉片緣板與葉身過(guò)渡圓弧半徑R ； 步驟2 采用銑削方式加工靠?？磕；w為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體底面進(jìn)行平面磨，平面度 ^0.01 ；在靠?；w內(nèi)開有靠模和導(dǎo)向槽，靠模為四分之一凹球面，用于加工拋光輪，凹球面半徑與過(guò)渡圓弧半徑R相同，凹球面球心距離豎直徑向定位基準(zhǔn)面的距離為R ；靠模后段為導(dǎo)向槽，用于加工拋光輪時(shí)引導(dǎo)拋光輪，導(dǎo)向槽為二分之一凹圓柱，凹圓柱半徑為R，凹圓柱軸線距豎直徑向定位基準(zhǔn)面的距離為R，凹圓柱長(zhǎng)度為5 15mm ；導(dǎo)向槽末端有水平徑向定位基準(zhǔn)面和軸向定位基準(zhǔn)面，水平徑向定位基準(zhǔn)面距靠?；w上表面的距離為R+3mm R+10mm，水平徑向定位基準(zhǔn)面與靠模基體底面的平行度< 0. 012，軸向定位基準(zhǔn)面與靠模基體底面的垂直度< 0. 012 ；步驟3 加工拋光輪將靠模基底固定于工作臺(tái)面，選用圓柱形拋光輪，拋光輪底面與加工主軸同軸固定，調(diào)整加工主軸使主軸軸向和軸向定位基準(zhǔn)面垂直，采用拋光輪底面和軸向定位基準(zhǔn)面進(jìn)行對(duì)刀，再采用拋光輪外圓與水平徑向定位基準(zhǔn)面和豎直徑向定位基準(zhǔn)面進(jìn)行對(duì)刀，而后主軸旋轉(zhuǎn)并沿導(dǎo)向槽移動(dòng)加工主軸，將拋光輪頭部加工為半球形，且半球半徑為r，r范圍為3mm彡r彡R ；步驟4 在數(shù)控系統(tǒng)中確定拋光軌跡在數(shù)控系統(tǒng)中按照距離r分別沿外法線方向取葉片葉身的等距面隊(duì)和葉片緣板內(nèi)型面的等距面S1;按照距離r/10，2r/10，…，(n-l)r/10依次沿外法線方向取R1的等距面&，R3,…，Rn，其中《 = Γ^ + 1"Γ)Χ ()，公式中r禾Π R單r _位為mm，求取R1 1^與S1的交線Ii, i = 1 η ；按照距離r/10，2r/10，…，(n_l)r/10依次沿外法線方向取S1的等距面S2, S3,…，Sn，求取^ ^與禮的交線m」，j = 2 11山和 Hij即為拋光輪數(shù)控拋光過(guò)程的拋光軌跡；步驟5 將待拋光的葉片與拋光輪對(duì)刀后，按照步驟4確定的拋光軌跡控制拋光輪完成對(duì)葉片緣板與葉身過(guò)渡圓弧部分的數(shù)控拋光。
全文摘要
本發(fā)明提出了葉片緣板與葉身過(guò)渡圓弧部分的數(shù)控拋光方法，首先取過(guò)渡圓弧半徑R，按照R尺寸加工靠模，再以靠模為模具加工拋光輪，在數(shù)控系統(tǒng)中確定拋光軌跡后，采用加工好的拋光輪完成對(duì)葉片緣板與葉身過(guò)渡圓弧部分的數(shù)控拋光。本發(fā)明通過(guò)對(duì)同一批次葉片制作靠模，加工拋光輪后，能夠方便地實(shí)現(xiàn)過(guò)渡圓弧部分的機(jī)械化自動(dòng)化拋光，可以保證過(guò)渡圓弧部分的表面質(zhì)量穩(wěn)定，拋光的一致性好，且拋光效率和穩(wěn)定性大大提高。
文檔編號(hào)B24B19/14GK102248467SQ201110163279
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者任軍學(xué), 史耀耀, 張軍鋒, 李小彪, 楊闊, 段繼豪, 董婷, 藺小軍 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)