[發明專利]航空發動機鈦合金葉片數控拋光工藝方法

無效

• 申請號: 201210288530.1
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN102806510A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 史耀耀;張軍鋒;藺小軍;董婷;趙濤;段繼豪
• 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

本發明涉及航空發動機葉片機械加工領域，具體為航空發動機鈦合金葉片數控拋光工藝方法。

背景技術

在發動機領域，尤其是航空發動機機械加工領域，葉片型面為自由曲面，一般用球頭銑刀進行行切加工，必然形成波峰波谷，且由于刀具在行切平面內運動，運動軌跡曲線曲率不同和定位等原因，也會導致行間的殘留高度相差較葉片的加工質量對航空發動機的可靠性有重要的影響，而葉片的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。拋光加工處理是提高葉片表面質量的主要方法，由于砂帶拋光的效率高、表面質量好、精度高等特點而廣泛應用于葉片的拋光領域，而且現有的技術絕大多數都是利用砂帶技術對葉片進行拋光。雖然有也有很多公開的技術文獻針對葉片的拋光加工進行了研究，但這些公開技術中往往都是針對葉片的某部分的拋光軌跡方法確定或者型面拋光方法，且針對的都是拋光過程中某一工序而進行的，并沒有有關葉片的拋光工藝。目前葉片所采用的拋光工藝，是單純剛性拋光或者柔性拋光，這樣不僅不能改善葉片的拋光質量，造成葉片拋光表面拋光痕跡嚴重。同時，沒有合理規劃葉片的整合拋光過程，不利于葉片加工整體效率的提高。

發明內容

要解決的技術問題

為解決現有葉片拋光工藝無法明顯改善葉片表面質量，同時對整個拋光過程沒有合理規劃，造成葉片拋光效率低下的問題，本發明提出了一種航空發動機鈦合金葉片數控拋光工藝方法。

技術方案

本發明的技術方案為：

所述航空發動機鈦合金葉片數控拋光工藝方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：測量葉片表面波峰波谷的大小，并據此確定葉片的加工工序：當波峰與波谷的高度差δ＜0.2mm時，葉片拋光工序分為粗拋和精拋；當波峰與波谷的高度差δ≥0.2mm時，葉片拋光工序分為粗拋、半精拋和精拋；

步驟2：根據工序內容選定砂帶接觸輪硬度、砂帶粒度以及支撐砂帶接觸輪施力機構的輸出力：粗拋時，接觸輪硬度取值范圍為80～105Hs，砂帶粒度P30～50，施力機構輸出力F≥50N；半精拋時，接觸輪硬度取值范圍為50～75Hs，砂帶粒度P120～180,施力機構輸出力5＜F≤15N；精拋時，接觸輪硬度取值范圍為30～45Hs，砂帶粒度P240～600,施力機構輸出力F≤5N；

步驟3：根據工序內容確定對拋光工件的拋光行距和進給速度：粗拋時拋光行距小于接觸輪寬度的1/4，進給速度小于100mm/min；半精拋時拋光行距為接觸輪寬度的1/4～1/3，進給速度為100～200mm/min；精拋時拋光行距為接觸輪寬度的一半，進給速度300～500mm/min；拋光軌跡沿葉片長度方向，并通過直紋面參數擬合得到拋光路徑；

步驟4：將待拋光的葉片與接觸輪對刀后，接觸輪按照步驟1～步驟4確定的拋光參數完成對葉片數控拋光。

有益效果

本發明通過對拋光過程合理地規劃，對葉片采用剛性粗拋、半精拋和柔性精拋相結合的工藝，可以有效改善葉片表面的拋光質量，提高了航空發動機葉片的拋光效率，避免了因為拋光參數的選擇不當而導致的葉片表面質量較低，同時采用數控技術控制拋光過程，葉片表面質量穩定性也大大提高。

具體實施方式

下面結合具體實施例描述本發明：

實施例1：

本實施例中的采用碳化硅磨粒作為所使用的砂帶磨粒，具體的航空發動機鈦合金葉片數控拋光工藝方法包括以下步驟：

步驟1：測量葉片表面波峰波谷的大小，并據此確定葉片的加工工序：當波峰與波谷的高度差δ＜0.2mm時，葉片拋光工序分為粗拋和精拋；當波峰與波谷的高度差δ≥0.2mm時，葉片拋光工序分為粗拋、半精拋和精拋。本實施例中葉片表面波峰與波谷的高度差為0.3mm，所以確定葉片的加工工序為粗拋、半精拋和精拋三個工序。

步驟2：根據工序內容選定砂帶接觸輪硬度、砂帶粒度以及支撐砂帶接觸輪施力機構的輸出力：粗拋時，接觸輪硬度取值范圍為80～105Hs，砂帶粒度P30～50，施力機構輸出力F≥50N；半精拋時，接觸輪硬度取值范圍為50～75Hs，砂帶粒度P120～180,施力機構輸出力5＜F≤15N；精拋時，接觸輪硬度取值范圍為30～45Hs，砂帶粒度P240～600,施力機構輸出力F≤5N。