專利名稱：航空發動機鈦合金葉片數控拋光工藝方法
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聞。

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I :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S < O. 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 > O. 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彡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I 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。
具體實施例方式下面結合具體實施例描述本發明 實施例I :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I :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S < O. 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 ^ O. 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O. 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。本實施例中，粗拋時，接觸輪硬度取值為80Hs，砂帶粒度P30，施力機構輸出力F為80N;半精拋時，接觸輪硬度取值為50Hs，砂帶粒度P150，施力機構輸出力ION ;精拋時，接觸輪硬度取值為40Hs，砂帶粒度P400，施力機構輸出力F為3N。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。本實施例中，接觸輪寬度為20mm,粗拋時拋光行距為2mm,進給速度為80mm/min ；半精拋時拋光行距為5mm,進給速度為150mm/min ;精拋時拋光行距為IOmm,進給速度為500mm/mino步驟4 :將待拋光的葉片與接觸輪對刀后，接觸輪按照步驟I 步驟4確定的粗拋、半精拋和精拋的拋光工藝順序和工藝參數依次進行數控拋光，即可完成對航空發動機葉片的數控拋光。實施例2 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I :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S < O. 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 ^ O. 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O. 15mm，所以確定葉片的加工工序為粗拋和精拋兩個工序。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。本實施例中，粗拋時，接觸輪硬度取值為90Hs，砂帶粒度P40，施力機構輸出力F為80N;精拋時，接觸輪硬度取值為30Hs，砂帶粒度P240，施力機構輸出力F為3N。 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。本實施例中，接觸輪寬度為20mm,粗拋時拋光行距為2mm,進給速度為80mm/min ；精拋時拋光行距為IOmm,進給速度為400mm/min。步驟4 :將待拋光的葉片與接觸輪對刀后，接觸輪按照步驟I 步驟4確定的粗拋和精拋的拋光工藝順序和工藝參數依次進行數控拋光，即可完成對航空發動機葉片的數控拋光。實施例3: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I :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S < O. 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 ^ O. 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O. 5mm，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。本實施例中，粗拋時，接觸輪硬度取值為105Hs，砂帶粒度P50，施力機構輸出力F為50N ;半精拋時，接觸輪硬度取值為75Hs，砂帶粒度P180，施力機構輸出力15N ;精拋時，接觸輪硬度取值為45Hs，砂帶粒度P600，施力機構輸出力F為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。本實施例中，接觸輪寬度為20mm,粗拋時拋光行距為2mm,進給速度為70mm/min ；半精拋時拋光行距為5mm,進給速度為200mm/min ;精拋時拋光行距為IOmm,進給速度為300mm/mino步驟4 :將待拋光的葉片與接觸輪對刀后，接觸輪按照步驟I 步驟4確定的粗拋、半精拋和精拋的拋光工藝順序和工藝參數依次進行數控拋光，即可完成對航空發動機葉片的數控拋光。 ·
權利要求
1.一種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I: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S < 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8 ^ 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彡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I 步驟4確定的拋光參數完成對葉片數控拋光。
全文摘要
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，首先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，其次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，再次根據工序內容確定對拋光工件的拋光行距和進給速度，最后將待拋光的葉片與接觸輪對刀后，接觸輪按照前述確定的拋光參數完成對葉片數控拋光。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。
文檔編號B24B21/16GK102806510SQ201210288530
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月14日 優先權日2012年8月14日
發明者史耀耀, 張軍鋒, 藺小軍, 董婷, 趙濤, 段繼豪 申請人:西北工業大學