[发明专利]一种用于整体叶盘抛光的磨头成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于整体叶盘抛光的磨头成型方法，属于航空发动机、涡轮机设计和制造技术领域，特别是发动机整体叶盘抛光加工技术领域。

背景技术

整体叶盘是航空发动机、涡轮机的重要部件，抛光工艺作为整体叶盘加工的最后一道工序，直接影响其表面质量和整机的气动性能。抛光加工技术其抛光磨头的形状又和抛光质量的好坏有密切关系。

中国专利200620129311中公开了一种可自动适应被加工表面的抛光磨头，该磨头可跟踪被加工工件表面的变形度，磨削抛光的同时能有效保留工件表面原有的起伏形态。在专利200810237491中描述了一种加工精密小孔的高速磨头制造方法，该方法具有提高砂轮连接的长轴刚性、免除重校动平衡工序的优点。专利200920125343中介绍了一种用于大型磨床的强力高效外圆磨头，该强力高效外圆磨头自身的刚度和抗扰性能比较高，适用于磨削轧辊外圆表面的强力磨削。

现有技术所涉及的多是针对陶瓷、石材和轧辊等对象，而且对磨头成型方法的介绍甚少。而使用较多的抛光磨头通常为轴向截面是正方形的圆柱体形状，若未对抛光磨头成型，磨头的边缘圆周线首先接触零件，加工后在叶片表面便会形成排列规则的间距较大的纹路。这种现象的产生降低了整体叶盘叶片的表面光泽度，甚至造成抛光后的零件具有比抛光前更大的波纹度。同时对于整体叶盘叶根、叶榫等加工空间较小部位的抛光，圆柱体磨头的刀位轨迹很难符合编程路径，容易造成不必要的过度抛光和欠缺抛光。传统的抛光工艺方法是人工操作，操作人员手持砂轮成型的方法其人为因素较大，抛光过程去除量不均匀，成型后的磨头形状也不规则。

发明内容

为克服现有技术成型磨头易造成砂布轮形状不规则，精度难保证，干扰因素大的不足，本发明提供一种用于整体叶盘抛光的磨头成型方法。这种抛光的磨头成型方法以整体叶盘为抛光对象，抛光磨头成型为腰鼓形；在抛光磨头成型过程中，摆脱了传统的人工操作的低效率，成型精度差的状况，控制磨头的刀位轨迹，避免了因成型不精准造成整体叶盘表面出现波纹，提高了整体叶盘的抛光质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括成型模具的设计，模具的安装，磨头的成型。

本发明根据成型模具的结构，将模具体设计为四层台阶状的长方体，每层台阶表面呈长方形，从高到低的台阶上依次分布设置有从小到大四种尺寸的腰鼓形模槽，每层台阶上的模槽尺寸相同；腰鼓形模槽的两个侧壁是矩形面，矩形面的长度等于抛光磨头的直径，宽度是抛光磨头半径的二分之一，底部为与矩形面平滑相接的抛物面，抛物面最低端与台阶上表面的距离等于抛光磨头的半径，抛物面两端与矩形面相切，模槽面与腰鼓状形面完全吻合。

所述腰鼓形模槽沿模具体各层台阶面上长度方向均匀分布，并位于宽度方向的中心线上。

所述模具体两端的最高和最低台阶上钻有螺纹孔，且螺纹孔轴线位于该层台阶长度和宽度的对称中心，螺纹孔用于安装顶紧螺钉，在顶紧螺钉与模具之间加装垫片。

所述模具体底部沿长度方向中心线上设置有两个定位销孔，定位销孔轴线距模具体边缘的距离为模具宽度的十分之一。

所述腰鼓形模槽凹面上铣削有细纹，以增大模具与磨头的摩擦作用；

本发明在安装模具体时，须将定位销插入模具体对应的销孔中，并安装在工作台上的销孔内，使模具体限位于工作台上，并安装顶紧螺钉固紧安装模具体。

本发明在磨头成型过程时，保证抛光磨头的径向端面与模具体宽度方向端面平行，且磨头的竖直中心线与腰鼓形模槽中心线重合，将高速旋转的抛光磨头水平嵌入模槽内，使腰鼓形模槽的砂粒与抛光磨头充分摩擦，直到磨头形状与腰鼓形模槽形状吻合。

有益效果

本发明基于整体叶盘抛光的磨头成型方法，选用碳化硅磨料和结合剂树脂制成成型模具；在模具体的上面设置有腰鼓形模槽，抛光磨头的大小选择对应的腰鼓形模槽，腰鼓形模槽的表面与抛光磨头需要的成型面完全吻合，在腰鼓形模槽凹面上铣削有细纹，以增大模具与抛光磨头的摩擦作用。模具体上设置有四层台阶，每层台阶上对应同一尺寸的腰鼓形模槽，腰鼓形模槽沿模具体各层台阶面上长度方向均匀分布，并位于宽度方向的中心线上。模具体的两端，在最高和最低台阶长度方向的中心面上钻有安装顶紧螺钉的螺纹孔。安装模具时，模具体下面的定位孔与工作台的定位孔通过定位销相互配合固定模具体。磨头成型时，打开电主轴，在较高转速的情况下，使抛光磨头的竖直中心线与模槽中心线重合，逐步落下抛光磨头使之与腰鼓形模槽的磨料粒充分摩擦，直到抛光磨头形状与腰鼓形模槽形状吻合成型。