[发明专利]一种压气机叶片数控抛光方法

说明书

本发明公开了一种压气机叶片数控抛光方法，用于数控无余量铣削后的叶片抛光，抛光时，采用立式、分段定轨迹、预压的抛光方式对压气机叶片叶身型面的不同位置进行数控抛光，叶身型面的不同位置包括叶片盆背向、缘板、叶片进排气边以及叶根转接圆弧，其中，立式是指压气机叶片的叶尖方向指向数控机床的Z轴；分段定轨迹是指将压气机叶片理论模型实体分割为叶片盆背向、缘板、叶片进排气边以及叶根转接圆弧多个独立的部分并建立模型，分别定制专用的、固定的走刀路径和加工轨迹；预压时设置不同的预压量；将抛光工具(抛光轮)与模型结合后生成抛光预压量，分段抛光。本发明解决了叶片机械化数控抛光加工的难题。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，特别是对压气机叶片叶身型面进行数控抛光加工的方法。

背景技术

叶片是航空发动机上的关键部件之一，长期工作于高温、高压、高转数的环境下，还要承受极大的离心力和气流冲刷。

随着航空发动机的性能和动力的不断提高，叶片质量要求极为苛刻，目前航空发动机叶片型面的最终加工以及部分叶片的半精加工仍然依赖手工抛光的加工方式，导致零件一致性、制造符合性及表面完整性不够高等问题。为此，采用机械化抛光全面替代手工抛光成为主流。

精品工程叶片经过无余量铣削，叶身型面细长而薄、叶身曲率变化较大、缘板为平面和圆弧面、前后缘圆弧半径小、型面精度要求高，而且叶片材料通常是高温合金、钛合金材料，手工抛光使得叶片几何精度和位置精度一致性不够高，容易出现过抛、前后缘尖边，且一次性交检合格率低等问题。

目前国内外常见的机械化抛光方式有砂带磨、机器人抛光等，且已实现叶身盆、背向抛光，但对缘板和转接圆弧的磨抛技术熟练度不高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明旨在提供一种压气机叶片数控抛光方法，解决航空发动机叶片机械化抛光加工的问题。

本发明提出了对叶片叶身型面分段定轨迹、预压的数控抛光加工方法。

为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：

一种压气机叶片数控抛光方法，用于数控无余量铣削后的叶片抛光，抛光时，采用立式、分段定轨迹、预压的抛光方式对压气机叶片叶身型面的不同位置进行数控抛光，叶身型面的不同位置包括叶片盆背向、缘板、叶片进排气边以及叶根转接圆弧，其中，

所述立式是指压气机叶片的叶尖方向指向数控机床的Z轴；

所述分段定轨迹是指将压气机叶片理论模型实体分割为叶片盆背向、缘板、叶片进排气边以及叶根转接圆弧多个独立的部分并建立模型，分别定制专用的、固定的走刀路径和加工轨迹；

所述预压时根据抛光轮规格和加工位置、加工尺寸、粗糙度设计要求设置不同的预压量，再将抛光工具与模型结合后生成抛光预压量。

作为一种选择，

当叶身有接刀痕迹时，所述叶身型面的不同位置还包括叶身接刀处；

当叶身有叶尖削边减薄区时，所述叶身型面的不同位置还包括叶尖削边区。

作为一种选择，所述建立模型包括，

叶片盆背向模型：将叶片理论模型中封闭的曲线在距离进排气边0.5～1mm处打断，将盆背的曲线单独进行光顺，将盆、背通过曲线组单独拉伸成为片体，拉伸时根据点单独控制曲面上UV向曲线，使UV曲线与片体两边边缘平行和垂直；

叶片进排气边模型：在叶片理论模型中距离叶身盆背0.5～1mm处分割出实体，抽取进、排气边叶尖、叶根、盆、背分割面处各自的四条曲线，将四条曲线通过网格曲线构建成为一个新的片体，使曲面上的UV线与两边边缘平行和垂直；

缘板模型：抽取缘板和叶根转接圆弧相接的曲线，将曲线沿缘板面复制偏移一条超过缘板面，通过曲线组将两条曲线拉伸为一个片体；