[发明专利]一种用于整体叶盘或叶片型面超声强化的方法

说明书

本发明公开了一种用于整体叶盘或叶片型面超声强化的方法，包括以下步骤；步骤1，将超声冲击装置与加工中心主轴固定连接，并开启超声冲击装置主机电源；步骤2，加工中心通过主轴控制超声冲击装置按照精加工路线运动，对铣削后的工件整个表面进行超声冲击加工，超声冲击装置的振动方向始终为工件表面法线方向；步骤3，待工件加工完毕后，更换夹具上的工件，重复步骤2；步骤4，若全部工件加工完毕，加工中心停止工作，关闭超声冲击装置主机电源，取下工件，取下超声冲击装置。去除叶片型面的刀痕，减小表面粗糙度，增加叶片表面的压应力，大幅提升叶片型面的表面完整性，在提升疲劳强度的同时可减少气流阻力，同时满足形位精度及表面精度。

技术领域

本发明属于精加工领域，涉及一种用于整体叶盘或叶片型面超声强化的方法。

背景技术

高性能航空发动机需要诸如整体叶盘或叶片等高强度、高抗疲劳性能的零部件支撑。整体叶盘或叶片型面在铣削加工后，表面会有铣刀所留下的振刀波浪线，表面粗糙度Ra一般在1.6μm～3.2μm之间，后续需要采用抛光、振动光饰和喷丸强化等表面强化处理工艺来提高叶片表面质量及亚表面质量，以大幅度增强整体叶盘的耐久性，防止表面出现裂纹，从而提高使用寿命和降低维护修理成本。

传统抛光、振动光饰等工艺仅能部分提升零件表面质量，而喷丸工艺采用气动方式，在深残余压应力层、耐腐蚀性、疲劳寿命和表面完整性、高强度强化及表面粗糙度优化上存在一定局限。喷丸强化对表面不规则部件实施较困难或效果受影响，振动光饰对薄件强化可能引起变形，对表面粗糙度或尺寸都可能产生影响，对大型结构件强化设备要求很高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于整体叶盘或叶片型面超声强化的方法，一次性获得同时满足形位精度及表面精度，最终提升航空发动机关键部件性能。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于整体叶盘或叶片型面超声强化的方法，包括以下步骤；

步骤1，将超声冲击装置与加工中心主轴固定连接，并开启超声冲击装置主机电源；

步骤2，加工中心通过主轴控制超声冲击装置按照精加工路线运动，对铣削后的工件整个表面进行超声冲击加工，超声冲击装置的振动方向始终为工件表面法线方向；

步骤3，待工件加工完毕后，更换夹具上的工件，重复步骤2；

步骤4，若全部工件加工完毕，加工中心停止工作，关闭超声冲击装置主机电源，取下工件，从主轴上取下超声冲击装置。

优选的，步骤1中，超声冲击装置通过刀柄与主轴连接。

进一步，超声冲击装置通过锥套和防松螺母与刀柄固定同轴连接。

进一步，超声冲击装置与HSK刀柄连接。

优选的，步骤1中，开启超声冲击装置主机电源后，用手拨动刀具头，若刀具头能灵活转动，用力压刀具头，应能感到有强烈的能量输出，则间隙合适；若刀具头转动不灵活并感觉发热，则间隙过小；若刀具头转动灵活，用力压刀具头感觉不到能量输出，则间隙过大。

优选的，进行超声冲击加工前，对刀具头进行对刀。

优选的，步骤2中，刀具头进给量为0.05mm/min～0.2mm/min。

优选的，步骤2中，超声冲击装置主机电源输出电流为0.6A～1.4A，刀具头对工件施加静压力为200N～800N，振幅为10μm～20μm，频率为18000Hz～30000Hz。

优选的，所述加工中心为五轴联动加工中心。

优选的，超声强化处理后工件表面粗糙度Ra为0.2μm～0.8μm。