[發明專利]一種葉片進排氣邊圓弧高形狀精度成型方法

在審

• 申請號: 202111279415.3
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113878410A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 單坤;鄭楠;王興超;張亞雙;王宣平
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B31/112;B24B41/06;B24B31/06;B24B49/16;G06F30/17
• 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: 孫奇

本發明公開一種葉片進排氣邊圓弧高形狀精度成型方法，首先將進排氣邊弦長拉伸40?80μm進行葉片磨拋模型重構，然后使用陣列磨拋機床+磁流變輔助工裝進行葉片加工，后期通過振動光飾對葉片進排氣邊圓弧進行最終成型；本發明的加工方法不僅可顯著提高加工效率，且可最終保證零件的尺寸精度、位置精度及進排氣邊圓弧形狀精度；通過采用該項技術可使公司葉片零件銑削加工效率得到顯著提升。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，特別涉及一種葉片進排氣邊圓弧高形狀精度成型方法。

背景技術

葉片作為航空發動機核心部件之一，其尺寸精度、位置精度及表面質量直接影響航空發動機的氣動性能及疲勞壽命，尤其進排氣邊圓弧形狀精度可影響5%的氣動性能；現有葉片加工工藝為通過數控銑削控制尺寸精度、位置精度，通過數控拋光改善表面粗糙度，但是由于葉片剛度較弱，在精密銑削加工中難免因為刀具切削力導致零件變形，實際加工尺寸小于理論加工尺寸，俗稱讓刀；導致實際加工尺寸與理論加工尺寸不符的現狀，且在進排氣邊拋光過程中，由于葉片進排氣邊圓弧曲率大，無法實現高形狀精度拋光；

現在普遍解決方式為在精加工工序，盡可能小的控制切削力，從而減小加工變形，最終將零件尺寸精度、位置精度控制在公差范圍內；在進排氣邊圓弧拋光過程中盡可能使用小粒度磨粒的拋光工具，但是此種加工也無法完全保證零件尺寸精度、位置精度及進排氣邊圓弧的形狀精度，也有一些學者提出通過仿真或者實際加工結果，對銑削加工及數控拋光程序進行修正，但是由于在實際加工過程中，刀具磨損，機床特性，顫振等不穩定性因素存在，大大增大了此種方法的應用難度，極易產生零件超差。

現有葉片加工工藝為通過數控銑削控制尺寸精度、位置精度，通過數控拋光改善表面粗糙度，針對實際加工尺寸與理論加工尺寸不符,且在進排氣邊無法實現高形狀精度拋光的現狀。

發明內容

為解決上述技術問題，提出了一種葉片進排氣邊圓弧高形狀精度成型方法，具體技術方案如下：

一種葉片進排氣邊圓弧高形狀精度成型方法，包括如下步驟：

步驟一：首先將葉片加工模型分為葉盆、葉背、進氣邊圓弧、排氣邊圓弧四個區域，之后將進排氣邊相對位置-弦長拉伸40-80μm進行葉片磨拋模型重構，生成新的加工模型；

步驟二：使用葉片理論模型做為驅動體，新的加工模型作為尺寸控制，通過驅動體與加工模型分離技術實現弦長精細調節，并利用加工編程軟件實現葉片加工程序的生成；

步驟三：通過夾具對零件進行裝夾，使用磁流變輔助夾具對零件進行輔助支撐，在機加機床上進行葉片加工，保證零件的尺寸精度、位置精度；

步驟四：使用拋光編程軟件重新生成數控拋光程序，在拋光機床上使用不同的拋光工具及拋光參數對葉盆、葉背、進氣邊圓弧、排氣邊圓弧四個區域進行拋光；

步驟五：最后通過振動光飾設備使用不同的振動光飾磨料、磨液及工藝參數，實現進排氣邊弦長40-80μm余量的去除，并使用測量機進行測量，最終實現葉片進排氣邊圓弧高形狀精度制備。

所述的一種葉片進排氣邊圓弧高形狀精度成型方法，其優選方案為所述步驟三中的裝夾的方式為兩端固定夾持，一端固定夾持一端輔助支撐，一端固定夾持一端自由，裝夾時采用三種方式中的一種即可。

所述的一種葉片進排氣邊圓弧高形狀精度成型方法，其優選方案為所述步驟三中的磁流變輔助夾具包括永磁輔助夾具、電磁輔助夾具；其永磁輔助夾具磁力控制方式包括磁力表座及磁夾控制。

所述的一種葉片進排氣邊圓弧高形狀精度成型方法，其優選方案為所述步驟三中機加機床包括數控銑床、數控磨床和陣列磨拋機床。

所述的一種葉片進排氣邊圓弧高形狀精度成型方法，其優選方案為所述步驟四中的拋光參數需根據原有拋光經驗及加工數據進行選取，或根據拋光軟件推薦參數進行選取，保證各區域拋光中材料去除基本均勻。

所述的一種葉片進排氣邊圓弧高形狀精度成型方法，其優選方案為所述步驟四中拋光機床包括力控拋光機床和點位控拋光機床；