[發(fā)明專利]一種葉片型面橫向數(shù)控拋光方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210318977.9
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102862097A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 藺小軍;史耀耀;趙濤;楊闊;董婷;吳廣;段繼豪;張軍鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動機葉片機械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種葉片型面橫向數(shù)控拋光方法。

背景技術(shù)

航空發(fā)動機葉片在工作中要承受巨大的離心力和復(fù)雜的啟動力及振動，還要受到熱應(yīng)力的作用，工作環(huán)境比較惡劣，其在發(fā)動機中的功能及使用工況，決定了葉片是發(fā)動機中形狀復(fù)雜、尺寸跨度大、承載最大的零件。因此葉片需經(jīng)拋光工藝環(huán)節(jié)獲得較高的表面質(zhì)量，以提高其使用性能。

但由于葉片結(jié)構(gòu)在向大、薄、曲率復(fù)雜、種類多樣、質(zhì)量要求高等方向發(fā)展，這給葉片的拋光技術(shù)帶來了嚴(yán)峻的考驗，其主要難題是葉片加工變形與發(fā)動機性能要求間的矛盾、生產(chǎn)效率較低與國防單位需求間的矛盾、表面質(zhì)量難以控制與使用性能要求間的矛盾。因此，為減小加工變形，實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的薄壁葉片拋光加工，保障航空發(fā)動機的使用可靠性，開展薄壁葉片自動化拋光工藝及控制技術(shù)的研究是十分必要的。

目前國內(nèi)針對航空發(fā)動機葉片拋光采用的方法主要為手工拋光、數(shù)控拋光、磨粒流拋光、氣囊拋光，手工拋光去除量不均勻、效率低、勞動強度大，需投入較大的人力、物力、財力，并且耗時較長；磨粒流拋光目前并不成熟，拋光中容易造成葉片進(jìn)排氣邊的損傷；氣囊拋光尚處于研發(fā)階段，不適宜運用于實際拋光，所以，現(xiàn)在普遍采用數(shù)控拋光，但數(shù)控拋光一般拋光軌跡采用直紋面擬合，其具有一定的誤差，而且其拋光方法為縱向拋光，拋光后縱紋明顯，拋光效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了解決葉片拋光后縱紋明顯，拋光效果不理想，并且拋光效率低的問題，本發(fā)明提出了一種葉片型面橫向數(shù)控拋光方法。

技術(shù)方案

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種葉片型面橫向數(shù)控拋光方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：選擇硬度在35~50HS的接觸輪，接觸輪的接觸面上開有斜槽，斜槽與接觸輪軸向方向夾角為30°~60°；

步驟2：規(guī)劃數(shù)控拋光軌跡：

步驟2.1：通過三維CAD建模軟件建立葉片的三維模型，以葉片流道線方向為u方向，與流道線垂直方向為v方向，葉片積疊軸方向與工件坐標(biāo)系中y軸平行，葉身方向與工件坐標(biāo)系中x軸平行；設(shè)定工件坐標(biāo)系，使工件坐標(biāo)系與葉片坐標(biāo)系重合；

步驟2.2：提取葉片三維模型上的葉尖與葉根曲線，分別依次使其繞著與y軸平行且通過工件坐標(biāo)系原點p的軸線旋轉(zhuǎn)生成兩張旋轉(zhuǎn)面，依次記為S₀、S₁；將S₀、S₁分別與工件坐標(biāo)系x-y平面求交，獲得兩條交線c1，c2；通過c1，c2兩條曲線生成面直紋面Γ，在面Γ上沿u方向提取n條等參線，記為{e₁,e₂,e₃,.....e_n}，）分別使e₁,e₂,e₃,.....e_n繞著與y軸平行且通過點p的軸線依次旋轉(zhuǎn)生成旋轉(zhuǎn)面，依次記為{S₁,S₂,S₃,......S_n}；將S₁,S₂,S₃,......S_n與葉片三維模型上的葉背面分別求交，得到交線序列{l₁,l₂,l_3，·nl，對l₁,l₂，l₃,.....l_n進(jìn)行放樣，生成參數(shù)化的葉片型面；

步驟2.3：沿v方向在步驟2.2得到的參數(shù)化的葉片型面上插入m條等分線，將參數(shù)化后的葉片型面沿u向等分成m-1段，每段寬度為拋光輪直徑的1/20；將每條等分線離散為點集，提取等分線上相鄰距離3mm的點作為拋光接觸點，以接觸點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)作為拋光輪在葉片型面上的加工點坐標(biāo)，以接觸點處的主法線方向作為拋光刀軸的中心軸線矢量方向，得到參數(shù)化的葉片型面的數(shù)控拋光軌跡；

步驟3：按照步驟2設(shè)定的數(shù)控拋光軌跡對葉片進(jìn)行拋光，拋光時接觸輪沿自身軸線方向移動，接觸輪軸線方向沿v方向。

有益效果