[发明专利]复杂多级锥叶片转静子叶尖测量方法和磨削加工方法

说明书

本发明公开了一种复杂多级锥叶片转静子叶尖测量方法及磨削加工方法，首先利用辅助工具(杠杆千分表和中心对表顶尖)精密找正和确定坐标系基准，在精密数控设备上用杠杆千分表打表测量得到基准平面A、基准圆以及叶尖被测理论点的坐标值，由于精密数控设备定位精度很高，通过数控操作系统可以实现杠杆千分表精准移动至目标点压表测量，并可在机床上记录显示压表目标点的精确坐标，再利用各目标点坐标数据推导公式计算获知锥叶片叶尖的实际尺寸(包括半径和角度)，在一次装夹找正的情况下实现了锥叶片叶尖尺寸的精密测量，解决了现有多级锥叶片转静子件加工过程中的尺寸检测问题。

技术领域

本发明涉及航空发动机叶片测量的技术领域，特别地，涉及一种复杂多级锥叶片转静子叶尖测量方法，另外，还涉及一种复杂多级锥叶片转静子磨削加工方法。

背景技术

航空发动机转静子（即转子和静子）叶型结构复杂，加工难度大，其中尤以锥叶片叶尖的磨削加工为最，通常叶尖尺寸精度要求极高，尺寸不易保证，叶片结构刚性差，磨削过程中会发生避让变形，需要反复测量补偿加工，且锥度叶片叶尖尺寸无法通过通用量具测量，专用测具设计难度大，因此通常采取用“三坐标余量计量法”：先通过三坐标计量仪计量确定余量，再根据余量多少控制砂轮进刀，然后再上三坐标计量仪检验是否合格，不合格则修，如此反复可能需要3~6次计量，弊端突显，具体有以下几点不足：

1、加工效率低；因零件尺寸公差严，叶片刚性较差，磨削时砂轮理论进刀量与实际材料去除量差距大，在已知余量的情况下，也难以进刀合格，为保证尺寸，必须反复计量确定余量，反复进行装夹找正加工，周期长。

2、零件合格率低；转子、静子件精度要求高，加工难度大，零件重复装夹找正失误，砂轮重复对刀失误，计量过程失误，零件反复拆卸磕碰伤，严重影响零件加工质量。

3、设备资源浪费；1）叶片级数多、尺寸多，计量次数多、难度大，计量等待时间长，大量占用计量设备资源；2）为避免砂轮对刀误差，数控磨床在零件计量时需空置不能加工其它零件，造成该关键瓶颈设备资源严重浪费。

发明内容

本发明提供了一种复杂多级锥叶片转静子叶尖测量方法及磨削加工方法，以解决现有多级锥叶片转静子件加工过程中的尺寸测量繁琐、零件需要反复计量和反复装夹找正的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种复杂多级锥叶片转静子叶尖测量方法，包括以下步骤：

1）将待测工件装夹固定在夹具上，夹具固定在精密数控设备工作台上，建立基准坐标系，

当待测工件为转子时，以转子工件找正精密外圆确定的中心线为Z轴，以转子工件的基准平面或平行于基准平面的支靠面为X轴，建立X-Z坐标系，其中精密外圆外径值为D，精密外圆为基准圆；

当待测工件为静子时，以静子工件找正中心的量环确定的中心线为Z轴，以静子工件的基准平面或平行于基准平面的支靠面为X轴，建立X-Z坐标系，其中量环内径值为D，量环为基准圆；

2）在所述夹具上设置中心对表顶尖，以找正后的中心对表顶尖校正杠杆千分表表头；

3）在精密数控设备上用杠杆千分表打表采集基准平面A上任意一点D1的轴向坐标值Z1、基准圆上任意一点D2的径向坐标值X1，得到工件叶尖被测理论点D3的轴向坐标值Z2=Z1-L-d/2，其中L为工件叶尖被测理论点D3偏移基准平面A的偏移量，L由图纸确定，d为杠杆千分表的表头直径，采集坐标时，测量不同目标点时杠杆千分表的表头打表方向一致；

4）根据步骤3）得到的叶尖被测理论点D3的轴向坐标轴Z2，将杠杆千分表移动至Z2处采集工件叶尖被测理论点D3的径向坐标值X2，则被测工件叶尖半径Y=D/2±|X2-X1|±r×sin a×tan a，其中a为被测工件叶尖的角度，当基准圆半径D/2小于叶尖半径时，|X2-X1|前为“＋”，反之为“-”；转子叶尖r×sin a×tan a前为“-”，静子叶尖为“＋”。