一種整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空技術(shù)領(lǐng)域中冷加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子是發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，轉(zhuǎn)子葉片葉尖與機(jī)匣配合間隙對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、安全性等具有很大影響。整體葉盤(pán)的葉尖設(shè)計(jì)要求是曲面，但由于現(xiàn)有設(shè)備及工藝技術(shù)水平限制，目前國(guó)內(nèi)整體葉盤(pán)的葉片葉尖加工時(shí)均以直段或斜面代替，在一定程度上影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。用現(xiàn)有的設(shè)備及現(xiàn)行的加工工藝方法難以實(shí)現(xiàn)整體葉盤(pán)葉尖曲面的加工要求，為能夠?qū)崿F(xiàn)整體葉盤(pán)葉尖曲面的加工，必須研宄使用新設(shè)備或?qū)ΜF(xiàn)有設(shè)備改造并研宄出新的加工工藝方法來(lái)滿(mǎn)足葉尖曲面加工要求。因此整體葉盤(pán)葉尖加工的質(zhì)量是必須要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置及方法，以達(dá)到降低成本、提高砂輪修整精度、提高整體葉盤(pán)葉尖曲面加工質(zhì)量的目的。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置，包括數(shù)控端面外圓磨床，還包括立方氮化硼砂輪、磨削夾具和砂輪修整裝置，其中，
[0005]所述的立方氮化硼砂輪(簡(jiǎn)稱(chēng)CBN砂輪)是在輪盤(pán)基體上高溫?zé)Y(jié)上了具有一定厚度的CBN涂層，使用時(shí)通過(guò)砂輪修整裝置將CBN砂輪參與磨削部分修整成標(biāo)準(zhǔn)圓弧；所述的砂輪修整裝置包括金剛石滾輪5、墊板6、壓緊螺母7和芯軸8，上述金剛石滾輪5通過(guò)墊板6和壓緊螺母7被固定壓緊在芯軸8上；所述的磨削夾具包括壓板1、螺母2和芯軸3，使用時(shí)通過(guò)壓板I和螺母2將整體葉盤(pán)固定壓緊在芯軸3上。
[0006]所述的立方氮化硼砂輪輪盤(pán)基體為鋁合金材料。
[0007]所述的芯軸8兩端加工有頂尖孔，機(jī)床頭架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)芯軸8，從而帶動(dòng)整個(gè)砂輪修整裝置沿機(jī)床頂尖同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008]所述的金剛石滾輪5是在輪盤(pán)上電鍍了一層金剛石顆粒，其修整機(jī)理是通過(guò)金剛石滾輪5與CBN砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)砂輪整形。
[0009]所述的芯軸3兩端加工有頂尖孔，機(jī)床頭架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)芯軸3，從而帶動(dòng)裝夾有整體葉盤(pán)的磨削夾具沿機(jī)床頂尖同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]采用整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置進(jìn)行加工的方法，包括以下步驟:
[0011]步驟1:將原有剛玉砂輪取下，將CBN砂輪換裝到砂輪架上并固定壓緊。將砂輪修整裝置對(duì)頂裝夾到機(jī)床頂尖上。
[0012]步驟2:啟動(dòng)數(shù)控磨床，機(jī)床頭架轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)整個(gè)砂輪修整裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，將CBN砂輪先移動(dòng)到與砂輪修整裝置中金剛石滾輪5對(duì)中的位置，然后通過(guò)將CBN砂輪沿金剛石滾輪5徑向緩慢移動(dòng)，將CBN砂輪參與磨削部分修整成圓弧。
[0013]步驟3:將整體葉盤(pán)安裝到芯軸3上，并通過(guò)壓板I和螺母2將整體葉盤(pán)固定、壓緊在芯軸3上。取下砂輪修整裝置，將裝夾有整體葉盤(pán)的磨削夾具對(duì)頂裝夾到機(jī)床頂尖上。
[0014]步驟4:啟動(dòng)數(shù)控磨床，對(duì)CBN砂輪進(jìn)行對(duì)刀設(shè)置并輸入到數(shù)控系統(tǒng)上。
[0015]步驟5:磨削整體葉盤(pán)葉片葉尖，直至達(dá)到葉尖的合格尺寸。
[0016]步驟6:將整體葉盤(pán)連同磨削夾具從機(jī)床上一塊取下，并將整體葉盤(pán)從磨削夾具上拆下，完成整體葉盤(pán)葉片葉尖曲面的磨削。
[0017]本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果:
[0018]本發(fā)明一種整體葉盤(pán)葉尖曲面加工裝置及方法，本發(fā)明在不改變數(shù)控磨床自身功能的前提下，將原有的剛玉砂輪替換為立方氮化硼砂輪，降低了砂輪的磨損量，并通過(guò)砂輪修整裝置將立方氮化硼砂輪參與磨削部分修整成標(biāo)準(zhǔn)圓弧，實(shí)現(xiàn)了在數(shù)控磨床上磨削整體葉盤(pán)葉尖曲面的功能，有效提高了整體葉盤(pán)葉尖曲面的加工質(zhì)量。本發(fā)明采用點(diǎn)式磨削方法，磨削方法精準(zhǔn)可靠，砂輪磨損后的修整簡(jiǎn)單方便，生產(chǎn)成本低，通用性好，可適用于類(lèi)似單個(gè)整體葉盤(pán)葉尖曲面以及整體葉盤(pán)轉(zhuǎn)子組件的葉尖曲面的加工。
[0019]符圖說(shuō)明
[0020]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)圖
[0021]圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例砂輪修整裝置結(jié)構(gòu)圖
[0022]圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子整體葉盤(pán)磨削夾具結(jié)構(gòu)圖
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，請(qǐng)參閱圖1?3。
[0024]如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例某型發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)圖，其葉片葉尖為曲面。為滿(mǎn)足葉尖曲面的加工要求，經(jīng)過(guò)對(duì)此結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)技術(shù)條件進(jìn)行分析、研宄，本發(fā)明實(shí)施例選用了磨削方式對(duì)葉尖曲面進(jìn)行加工。
[0025]一種整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置，包括數(shù)控端面外圓磨床，還包括立方氮化硼砂輪、磨削夾具和砂輪修整裝置，其中，
[0026]所述的立方氮化硼砂輪(簡(jiǎn)稱(chēng)CBN砂輪)是在輪盤(pán)基體上高溫?zé)Y(jié)上了具有一定厚度的CBN涂層，使用時(shí)通過(guò)砂輪修整裝置將CBN砂輪參與磨削部分修整成標(biāo)準(zhǔn)圓弧。立方氮化硼砂輪輪盤(pán)基體為鋁合金材料。
[0027]如圖2所示，所述的砂輪修整裝置包括金剛石滾輪5、墊板6、壓緊螺母7和芯軸8，上述金剛石滾輪5通過(guò)墊板6和壓緊螺母7被固定壓緊在芯軸8上。金剛石滾輪5是在輪盤(pán)上電鍍了一層金剛石顆粒，其修整機(jī)理是通過(guò)金剛石滾輪5與CBN砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)砂輪整形。芯軸8兩端加工有頂尖孔，機(jī)床頭架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)芯軸8，從而帶動(dòng)整個(gè)砂輪修整裝置沿機(jī)床頂尖同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0028]如圖3所示，所述的磨削夾具包括壓板1、螺母2和芯軸3，使用時(shí)通過(guò)壓板I和螺母2將整體葉盤(pán)固定壓緊在芯軸3上。芯軸3兩端加工有頂尖孔，機(jī)床頭架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)芯軸3，從而帶動(dòng)裝夾有整體葉盤(pán)的磨削夾具沿機(jī)床頂尖同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0029]本發(fā)明采用點(diǎn)式磨削方法進(jìn)行磨削，磨削時(shí)接觸面小，切削抗力小，適合于磨削整體葉盤(pán)葉片剛性差的零件。采用點(diǎn)式磨削砂輪磨損快，因此我們選用了耐磨削的CBN砂輪取代普通的剛玉砂輪，砂輪磨損量非常小。由于磨削夾具和修整裝置均是通過(guò)對(duì)頂裝夾在機(jī)床頂尖上，因此砂輪磨損后進(jìn)行再次修整非常方便，可以與零件磨削穿插進(jìn)行，從而保證零件的加工質(zhì)量。
[0030]CBN砂輪被修整成標(biāo)準(zhǔn)圓弧，因此砂輪對(duì)刀非常方便且準(zhǔn)確可靠。
[0031]本發(fā)明實(shí)施例采用專(zhuān)用的NC數(shù)控模塊完成零件型面的加工，零件編程簡(jiǎn)單不易出錯(cuò)。
[0032]采用整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置進(jìn)行加工的方法，包括以下步驟:
[0033]步驟1:將原有剛玉砂輪取下，將CBN砂輪換裝到砂輪架上并固定壓緊。將砂輪修整裝置對(duì)頂裝夾到機(jī)床頂尖上。
[0034]步驟2:啟動(dòng)數(shù)控磨床，機(jī)床頭架轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)整個(gè)砂輪修整裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，將CBN砂輪先移動(dòng)到與砂輪修整裝置中金剛石滾輪5對(duì)中的位置，然后通過(guò)將CBN砂輪沿金剛石滾輪5徑向緩慢移動(dòng)，將CBN砂輪參與磨削部分修整成圓弧。
[0035]步驟3:將整體葉盤(pán)安裝到芯軸3上，并通過(guò)壓板I和螺母2將整體葉盤(pán)固定、壓緊在芯軸3上。取下砂輪修整裝置，將裝夾有整體葉盤(pán)的磨削夾具對(duì)頂裝夾到機(jī)床頂尖上。
[0036]步驟4:啟動(dòng)數(shù)控磨床，對(duì)CBN砂輪進(jìn)行對(duì)刀設(shè)置并輸入到數(shù)控系統(tǒng)上。
[0037]步驟5:磨削整體葉盤(pán)葉片葉尖，直至達(dá)到葉尖的合格尺寸。
[0038]步驟6:將整體葉盤(pán)連同磨削夾具從機(jī)床上一塊取下，并將整體葉盤(pán)從磨削夾具上拆下，完成整體葉盤(pán)葉片葉尖曲面的磨削。
[0039]本發(fā)明成功地實(shí)現(xiàn)整體葉盤(pán)葉尖曲面的數(shù)控磨削，該技術(shù)的使用和發(fā)展前景廣闊，對(duì)未來(lái)國(guó)內(nèi)各類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜型面的磨削加工具有開(kāi)創(chuàng)性和指導(dǎo)性的意義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置，包括數(shù)控端面外圓磨床，其特征在于:還包括立方氮化硼砂輪、磨削夾具和砂輪修整裝置，其中，所述的立方氮化硼(CBN)砂輪是在輪盤(pán)基體上高溫?zé)Y(jié)了具有一定厚度的CBN涂層，使用時(shí)通過(guò)砂輪修整裝置將CBN砂輪參與磨削部分修整成標(biāo)準(zhǔn)圓?。凰龅纳拜喰拚b置包括金剛石滾輪[5]、墊板[6]、壓緊螺母[7]和芯軸[8]，上述金剛石滾輪[5]通過(guò)墊板[6]和壓緊螺母[7]被固定壓緊在芯軸[8]上；所述的磨削夾具包括壓板[I]、螺母[2]和芯軸[3]，使用時(shí)通過(guò)壓板[I]和螺母[2]將整體葉盤(pán)固定壓緊在芯軸[3]上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置，其特征在于:所述的立方氮化硼砂輪輪盤(pán)基體為鋁合金材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置，其特征在于:所述的芯軸[8]兩端加工有頂尖孔，機(jī)床頭架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)芯軸[8]，從而帶動(dòng)整個(gè)砂輪修整裝置沿機(jī)床頂尖同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置，其特征在于:所述的金剛石滾輪[5]是在輪盤(pán)上電鍍了一層金剛石顆粒，其修整機(jī)理是通過(guò)金剛石滾輪[5]與CBN砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)砂輪整形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置，其特征在于:所述的芯軸[3]兩端加工有頂尖孔，機(jī)床頭架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)芯軸[3]，從而帶動(dòng)裝夾有整體葉盤(pán)的磨削夾具沿機(jī)床頂尖同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.使用如權(quán)利要求1所述的整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置進(jìn)行加工的方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:將原有剛玉砂輪取下，將CBN砂輪換裝到砂輪架上并固定壓緊，將砂輪修整裝置對(duì)頂裝夾到機(jī)床頂尖上； 步驟2:啟動(dòng)數(shù)控磨床，機(jī)床頭架轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)整個(gè)砂輪修整裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，將CBN砂輪先移動(dòng)到與砂輪修整裝置中金剛石滾輪[5]對(duì)中的位置，然后通過(guò)將CBN砂輪沿金剛石滾輪[5]徑向緩慢移動(dòng)，將CBN砂輪參與磨削部分修整成圓??； 步驟3:將整體葉盤(pán)安裝到芯軸[3]上，并通過(guò)壓板[I]和螺母[2]將整體葉盤(pán)固定、壓緊在芯軸[3]上，取下砂輪修整裝置，將裝夾有整體葉盤(pán)的磨削夾具對(duì)頂裝夾到機(jī)床頂尖上； 步驟4:啟動(dòng)數(shù)控磨床，對(duì)CBN砂輪進(jìn)行對(duì)刀設(shè)置并輸入到數(shù)控系統(tǒng)上； 步驟5:磨削整體葉盤(pán)葉片葉尖，直至達(dá)到葉尖的合格尺寸； 步驟6:將整體葉盤(pán)連同磨削夾具從機(jī)床上一塊取下，并將整體葉盤(pán)從磨削夾具上拆下，完成整體葉盤(pán)葉片葉尖曲面的磨削。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的裝置。所述裝置包括數(shù)控端面外圓磨床、立方氮化硼砂輪、磨削夾具和砂輪修整裝置。本發(fā)明在不改變數(shù)控磨床自身功能的前提下，將原有的剛玉砂輪替換為立方氮化硼砂輪，降低了砂輪的磨損量，并通過(guò)砂輪修整裝置將砂輪參與磨削部分修整成圓弧，實(shí)現(xiàn)了在數(shù)控磨床上磨削整體葉盤(pán)葉尖曲面的功能，有效提高了整體葉盤(pán)葉尖曲面的加工質(zhì)量。本發(fā)明還涉及一種整體葉盤(pán)葉尖曲面數(shù)控磨削的方法。本發(fā)明采用點(diǎn)式磨削方法，磨削方法精準(zhǔn)可靠，砂輪磨損后的修整簡(jiǎn)單方便，生產(chǎn)成本低，通用性好，可適用于類(lèi)似單個(gè)整體葉盤(pán)葉尖曲面以及整體葉盤(pán)轉(zhuǎn)子組件的葉尖曲面的加工。
【IPC分類(lèi)】B24B41-06, B24B19-14, B24B1-00, B24B53-06, B24B53-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104526503
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410777876
【發(fā)明人】王福東, 劉自成, 劉文武, 張為民, 楊振
【申請(qǐng)人】中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月15日