[發明專利]一種數控拋光成型圓弧葉片進/排氣邊的方法

無效

• 申請號: 201110230549.6
• 申請日: 2011-08-11
• 公開（公告）號: CN102267077A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 藺小軍;史耀耀;張軍鋒;董婷;段繼豪;李小彪;楊闊
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B24B21/16
• 分類號: B24B21/16
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明涉及發動機葉片的機械加工領域，具體為一種數控拋光成型圓弧葉片進/排氣邊的方法。

背景技術

葉片的加工質量對燃氣渦輪發動機等航空發動機的可靠性有重要的影響，其中葉片進氣邊和排氣邊的形狀對整個葉片的氣動性能具有非常重要的意義，其表面質量直接影響到葉片的氣動性能，進而影響到航空發動機的性能。傳統的葉片進/排氣邊拋光方法主要為人工拋光，通過把砂紙或者砂帶彎折，使彎折處貼合到葉片的進排氣邊，用人工夾持沿葉片的進排氣邊進行往復運動實現拋光，這種方法去除量不均勻，進/排氣邊的形狀精度難以控制，加工的一致性差，對工人的技術和經驗要求高，效率低，經常影響整個葉片的制造周期。隨著數控技術在發動機葉片加工領域的廣泛使用，對葉片進/排氣邊進行數控拋光也成為了機械加工領域的研究重點，但是由于葉片進/排氣邊具有薄、圓弧圓心角大等特點，現有的砂帶拋光方法難以控制拋光精度，經常會出現過拋和欠拋的情況，也容易造成葉片進/排氣邊的損傷，影響葉片或者整體葉盤葉片的氣動性。

發明內容

要解決的技術問題

為解決現有技術中的問題，本發明提出一種數控拋光成型圓弧葉片進/排氣邊的方法，通過控制葉片擺動和砂帶輪的移動，實現采用砂帶拋光裝置對成型圓弧葉片進行數控拋光。

技術方案

本發明的技術方案為：

所述一種數控拋光成型圓弧葉片進/排氣邊的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟1：將成型圓弧葉片固定安裝在數控機床上，其中安裝軸為成型圓弧葉片的發動機積疊軸，使成型圓弧葉片可受控繞發動機積疊軸擺動；將砂帶拋光機構安裝在數控機床上，其中砂帶拋光機構包括接觸輪、導輪和砂帶，砂帶套在接觸輪和導輪上，接觸輪與外部驅動電機連接；發動機積疊軸垂直于砂帶的運動平面；

步驟2：啟動外部驅動電機，接觸輪帶動砂帶運動；移動砂帶拋光機構使砂帶與成型圓弧葉片待拋光的進氣邊或排氣邊輪廓線的一端接觸；以砂帶的運動平面作為數控機床工件坐標系的YZ平面，在YZ平面中，接觸輪的中心初始坐標為(Y₀₀，Z₀₀)，導輪的中心初始坐標為(Y₂₀，Z₂₀)，成型圓弧葉片待拋光的進氣邊或排氣邊的圓弧中心初始坐標為(Y₁₀，Z₁₀)；

步驟3：成型圓弧葉片受控繞發動機積疊軸勻速單方向擺動，擺動角度為β：

β＝α-90°-cos^-1[(R+r)/L₁]+sin^-1(L₃/L₁)+cos^-1[(R₁+r)/L₂]-sin^-1(L₄/L₂)

其中，α為成型圓弧葉片進氣邊或排氣邊的圓弧對應的圓心角，R為接觸輪半徑，R₁為導輪半徑，r為成型圓弧葉片進氣邊或排氣邊的圓弧半徑，L₃＝|Z₁₀-Z₀₀|，L₄＝|Z₂₀-Z₁₀|；且砂帶拋光機構中接觸輪與導輪也同步運動，運動過程中接觸輪的中心坐標(Y′₀₀，Z′₀₀)為Y′₀₀＝Y′₁₀-(Y₁₀-Y₀₀)，Z′₀₀＝Z′₁₀-L₃，其中(Y′₁₀，Z′₁₀)為成型圓弧葉片擺動過程中，實時測得的進氣邊或排氣邊圓弧中心坐標；