[发明专利]一种叶片进排气边圆弧高形状精度成型方法

说明书

本发明公开一种叶片进排气边圆弧高形状精度成型方法，首先将进排气边弦长拉伸40‑80μm进行叶片磨抛模型重构，然后使用阵列磨抛机床+磁流变辅助工装进行叶片加工，后期通过振动光饰对叶片进排气边圆弧进行最终成型；本发明的加工方法不仅可显著提高加工效率，且可最终保证零件的尺寸精度、位置精度及进排气边圆弧形状精度；通过采用该项技术可使公司叶片零件铣削加工效率得到显著提升。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种叶片进排气边圆弧高形状精度成型方法。

背景技术

叶片作为航空发动机核心部件之一，其尺寸精度、位置精度及表面质量直接影响航空发动机的气动性能及疲劳寿命，尤其进排气边圆弧形状精度可影响5%的气动性能；现有叶片加工工艺为通过数控铣削控制尺寸精度、位置精度，通过数控抛光改善表面粗糙度，但是由于叶片刚度较弱，在精密铣削加工中难免因为刀具切削力导致零件变形，实际加工尺寸小于理论加工尺寸，俗称让刀；导致实际加工尺寸与理论加工尺寸不符的现状，且在进排气边抛光过程中，由于叶片进排气边圆弧曲率大，无法实现高形状精度抛光；

现在普遍解决方式为在精加工工序，尽可能小的控制切削力，从而减小加工变形，最终将零件尺寸精度、位置精度控制在公差范围内；在进排气边圆弧抛光过程中尽可能使用小粒度磨粒的抛光工具，但是此种加工也无法完全保证零件尺寸精度、位置精度及进排气边圆弧的形状精度，也有一些学者提出通过仿真或者实际加工结果，对铣削加工及数控抛光程序进行修正，但是由于在实际加工过程中，刀具磨损，机床特性，颤振等不稳定性因素存在，大大增大了此种方法的应用难度，极易产生零件超差。

现有叶片加工工艺为通过数控铣削控制尺寸精度、位置精度，通过数控抛光改善表面粗糙度，针对实际加工尺寸与理论加工尺寸不符,且在进排气边无法实现高形状精度抛光的现状。

发明内容

为解决上述技术问题，提出了一种叶片进排气边圆弧高形状精度成型方法，具体技术方案如下：

一种叶片进排气边圆弧高形状精度成型方法，包括如下步骤：

步骤一：首先将叶片加工模型分为叶盆、叶背、进气边圆弧、排气边圆弧四个区域，之后将进排气边相对位置-弦长拉伸40-80μm进行叶片磨抛模型重构，生成新的加工模型；

步骤二：使用叶片理论模型做为驱动体，新的加工模型作为尺寸控制，通过驱动体与加工模型分离技术实现弦长精细调节，并利用加工编程软件实现叶片加工程序的生成；

步骤三：通过夹具对零件进行装夹，使用磁流变辅助夹具对零件进行辅助支撑，在机加机床上进行叶片加工，保证零件的尺寸精度、位置精度；

步骤四：使用抛光编程软件重新生成数控抛光程序，在抛光机床上使用不同的抛光工具及抛光参数对叶盆、叶背、进气边圆弧、排气边圆弧四个区域进行抛光；

步骤五：最后通过振动光饰设备使用不同的振动光饰磨料、磨液及工艺参数，实现进排气边弦长40-80μm余量的去除，并使用测量机进行测量，最终实现叶片进排气边圆弧高形状精度制备。

所述的一种叶片进排气边圆弧高形状精度成型方法，其优选方案为所述步骤三中的装夹的方式为两端固定夹持，一端固定夹持一端辅助支撑，一端固定夹持一端自由，装夹时采用三种方式中的一种即可。

所述的一种叶片进排气边圆弧高形状精度成型方法，其优选方案为所述步骤三中的磁流变辅助夹具包括永磁辅助夹具、电磁辅助夹具；其永磁辅助夹具磁力控制方式包括磁力表座及磁夹控制。

所述的一种叶片进排气边圆弧高形状精度成型方法，其优选方案为所述步骤三中机加机床包括数控铣床、数控磨床和阵列磨抛机床。

所述的一种叶片进排气边圆弧高形状精度成型方法，其优选方案为所述步骤四中的抛光参数需根据原有抛光经验及加工数据进行选取，或根据抛光软件推荐参数进行选取，保证各区域抛光中材料去除基本均匀。

所述的一种叶片进排气边圆弧高形状精度成型方法，其优选方案为所述步骤四中抛光机床包括力控抛光机床和点位控抛光机床；