[發明專利]一種葉片榫頭倒圓機械加工方法

有效

• 申請號: 201410635359.6
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104475835A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 李美榮;金秀杰;李大力;藺治強;宋成
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23C3/12;G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及一種機械加工方法，具體的說是一種葉片榫頭倒圓機械加工方法。

背景技術

轉子葉片是航空發動機的重要轉動部件之一，葉片榫頭的作用是將工作葉片連接到輪盤上，并將葉身所受的負荷傳到輪盤上。故榫頭應有足夠的強度，盡量避免應力集中。

在航空發動機壓氣機葉片的設計上，越來越多的采用難加工材料，并且榫頭棱邊圓角的變半徑范圍越來越大，精度要求越來越高。航空發動機葉片榫頭特征結構復雜，且材料多為鈦合金、高溫合金等難加工材料，榫頭棱邊圓角多為變半徑特征，輪廓度要求高。常規手動砂輪打磨很難達到設計要求。

傳統榫頭倒圓的加工方式是依靠手工砂輪拋光的方法，通過手工砂輪拋光去除余量形成圓角并達到粗糙度的要求。由于手工砂輪拋光的不可控性，容易留下砂輪痕跡，由此產生了榫頭棱邊圓角尺寸無法完全滿足設計圖紙、倒圓一致性差等問題，而且容易產生疲勞源，造成葉片疲勞斷裂。

目前，能夠解決上述問題的葉片榫頭倒圓機械加工方法尚未見報道。

發明內容

針對現有技術中榫頭倒圓采用手工砂輪拋光，加工質量難以達到設計要求等不足，本發明要解決的技術問題是提供一種無橫向加工痕跡的葉片榫頭倒圓機械加工方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明一種葉片榫頭倒圓機械加工方法，包括以下步驟：

利用葉片榫頭設計圖紙的數據點建立葉片榫頭的三維模型，利用此三模型編制加工程序；

在零件上對葉片榫頭倒圓特征進行坐標測量得到特征點測量數據；

對特征點測量數據進行分析，確定補償方向；

通過坐標計算葉片榫頭需補償方向的坐標補償值；

根據上述坐標補償值編制數控程序進行數控加工補償。

所述方向包括垂直于壓力面方向及葉片榫頭長度方向，分別測量在兩個方向上的特征點，根據特征點與理論值的差值大小，判斷是否需要補償，如果大于規定值則需進行加工補償。

壓力面方向的接刀痕跡即壓力面與榫頭倒圓部位的接刀痕的高度差；葉片榫頭長度方向的接刀痕跡即榫頭長度方向端面與倒圓部位的接刀痕的?高度差。

三坐標測量為：對在榫頭端面的平整范圍內任意選取至少三個點進行在線或線下測量。

計算榫頭需補償方向的坐標補償值為：算出榫頭需補償方向的平均值E，與理論值進行比較，并計算兩者差值W，即為程序榫頭需補償方向的坐標補償值。

葉片榫頭長度方向數控加工補償的走刀路線為：沿葉片榫頭端面棱邊方向，以和榫頭棱邊相似的形狀的刀軌擬合出的倒圓加工軌跡。

葉片榫頭長度方向數控加工補償的走刀路線為：沿葉片榫頭端面棱邊，采用區域銑削的方式，從葉片榫頭端面與葉片榫頭底面的交接棱邊區域開始，先左面區域輪廓，后右邊區域輪廓，采用往復式走刀軌跡。

葉片榫頭垂直壓力面方向數控加工補償的走刀路線為：將榫頭棱邊從底面中心部位分為兩半，每半的軌跡都是以和榫頭棱邊相似形狀的刀軌擬合出的倒圓加工軌跡。

本發明還包括以下步驟：對葉片榫頭倒圓部位進行機械光飾加工，對磨料配比、磨液進行優化匹配，即采用55％～60％的280#粒度Φ4RS氧化鋁陶瓷、20～25％的180#粒度Φ3FS氧化鋁陶瓷、10％～20％的3×3×3三角形剛玉混合磨料；磨液為烷基苯磺酸鈉，滾磨劑的用量為工件和磨料總量的4％～10％。

磨料切削速度即滾筒轉速42～45r/min，零件在滾筒中的擺放位置為外圈；加工時間為25～30分鐘。

本發明具有以下有益效果及優點：

1.采用本發明方法與現有的手工倒圓相比，具有倒圓尺寸一致，倒圓形狀完整，與榫頭接刀效果好，無橫向加工痕跡的優點，避免了由于手工拋修產生的疲勞源，有益于提高轉子葉片的疲勞壽命。

附圖說明

圖1為本發明方法流程圖；

圖2為本發明方法中涉及的三坐標掃描輪廓；

圖3為本發明方法中應用的榫頭端面測量的特征點圖示；

圖4為本發明方法中應用的走刀路線圖示(一)；

圖5為本發明方法中應用的走刀路線圖示(二)；

其中，1為葉片榫頭端面，2為葉片榫頭壓力面，3為理論倒圓，4為葉片榫頭底面。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明作進一步闡述。