专利名称：一种用于整体叶盘抛光的磨头成型方法
技术领域：
本发明涉及一种用于整体叶盘抛光的磨头成型方法，属于航空发动机、涡轮机设计和制造技术领域，特别是发动机整体叶盘抛光加工技术领域。
背景技术：
整体叶盘是航空发动机、涡轮机的重要部件，抛光工艺作为整体叶盘加工的最后一道工序，直接影响其表面质量和整机的气动性能。抛光加工技术其抛光磨头的形状又和抛光质量的好坏有密切关系。中国专利200620129311中公开了一种可自动适应被加工表面的抛光磨头，该磨头可跟踪被加工工件表面的变形度，磨削抛光的同时能有效保留工件表面原有的起伏形态。在专利200810237491中描述了一种加工精密小孔的高速磨头制造方法，该方法具有提高砂轮连接的长轴刚性、免除重校动平衡工序的优点。专利200920125343中介绍了一种用于大型磨床的强力高效外圆磨头，该强力高效外圆磨头自身的刚度和抗扰性能比较高，适用于磨削轧辊外圆表面的强力磨削。现有技术所涉及的多是针对陶瓷、石材和轧辊等对象，而且对磨头成型方法的介绍甚少。而使用较多的抛光磨头通常为轴向截面是正方形的圆柱体形状，若未对抛光磨头成型，磨头的边缘圆周线首先接触零件，加工后在叶片表面便会形成排列规则的间距较大的纹路。这种现象的产生降低了整体叶盘叶片的表面光泽度，甚至造成抛光后的零件具有比抛光前更大的波纹度。同时对于整体叶盘叶根、叶榫等加工空间较小部位的抛光，圆柱体磨头的刀位轨迹很难符合编程路径，容易造成不必要的过度抛光和欠缺抛光。传统的抛光工艺方法是人工操作，操作人员手持砂轮成型的方法其人为因素较大，抛光过程去除量不均勻，成型后的磨头形状也不规则。
发明内容
为克服现有技术成型磨头易造成砂布轮形状不规则，精度难保证，干扰因素大的不足，本发明提供一种用于整体叶盘抛光的磨头成型方法。这种抛光的磨头成型方法以整体叶盘为抛光对象，抛光磨头成型为腰鼓形；在抛光磨头成型过程中，摆脱了传统的人工操作的低效率，成型精度差的状况，控制磨头的刀位轨迹，避免了因成型不精准造成整体叶盘表面出现波纹，提高了整体叶盘的抛光质量。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是包括成型模具的设计，模具的安装， 磨头的成型。本发明根据成型模具的结构，将模具体设计为四层台阶状的长方体，每层台阶表面呈长方形，从高到低的台阶上依次分布设置有从小到大四种尺寸的腰鼓形模槽，每层台阶上的模槽尺寸相同；腰鼓形模槽的两个侧壁是矩形面，矩形面的长度等于抛光磨头的直径，宽度是抛光磨头半径的二分之一，底部为与矩形面平滑相接的抛物面，抛物面最低端与台阶上表面的距离等于抛光磨头的半径，抛物面两端与矩形面相切，模槽面与腰鼓状形面完全吻合。所述腰鼓形模槽沿模具体各层台阶面上长度方向均勻分布，并位于宽度方向的中心线上。所述模具体两端的最高和最低台阶上钻有螺纹孔，且螺纹孔轴线位于该层台阶长度和宽度的对称中心，螺纹孔用于安装顶紧螺钉，在顶紧螺钉与模具之间加装垫片。所述模具体底部沿长度方向中心线上设置有两个定位销孔，定位销孔轴线距模具体边缘的距离为模具宽度的十分之一。所述腰鼓形模槽凹面上铣削有细纹，以增大模具与磨头的摩擦作用；本发明在安装模具体时，须将定位销插入模具体对应的销孔中，并安装在工作台上的销孔内，使模具体限位于工作台上，并安装顶紧螺钉固紧安装模具体。本发明在磨头成型过程时，保证抛光磨头的径向端面与模具体宽度方向端面平行，且磨头的竖直中心线与腰鼓形模槽中心线重合，将高速旋转的抛光磨头水平嵌入模槽内，使腰鼓形模槽的砂粒与抛光磨头充分摩擦，直到磨头形状与腰鼓形模槽形状吻合。有益效果本发明基于整体叶盘抛光的磨头成型方法，选用碳化硅磨料和结合剂树脂制成成型模具；在模具体的上面设置有腰鼓形模槽，抛光磨头的大小选择对应的腰鼓形模槽，腰鼓形模槽的表面与抛光磨头需要的成型面完全吻合，在腰鼓形模槽凹面上铣削有细纹，以增大模具与抛光磨头的摩擦作用。模具体上设置有四层台阶，每层台阶上对应同一尺寸的腰鼓形模槽，腰鼓形模槽沿模具体各层台阶面上长度方向均勻分布，并位于宽度方向的中心线上。模具体的两端，在最高和最低台阶长度方向的中心面上钻有安装顶紧螺钉的螺纹孔。安装模具时，模具体下面的定位孔与工作台的定位孔通过定位销相互配合固定模具体。 磨头成型时，打开电主轴，在较高转速的情况下，使抛光磨头的竖直中心线与模槽中心线重合，逐步落下抛光磨头使之与腰鼓形模槽的磨料粒充分摩擦，直到抛光磨头形状与腰鼓形模槽形状吻合成型。本发明具有结构简单，安装方便，倒角形状精度高，方便快捷；控制磨头的刀位轨迹，避免了因成型不精准造成整体叶盘表面出现波纹的状况，提高了整体叶盘的抛光质量。
下面结合附图和实施方式对本发明一种用于整体叶盘抛光的磨头成型方法作进一步详细说明。图1为本发明的抛光磨头成型时的结构图。图2为本发明的抛光磨头成型时的结构俯视图。图3为本发明的抛光磨头成型模具的三维视图。图中1.模具体2.定位销3.抛光磨头4.顶紧螺钉5.垫片
具体实施例方式本实例是一种用于整体叶盘抛光的磨头成型方法，包括模具的设计，模具的安装， 磨头的成型。
参见图1、图2、图3，本发明整体叶盘抛光的磨头成型方法，其特点是包括以下步骤第一步首先设计模具，选用碳化硅磨料和结合剂树脂材料制成模具体1 ；第二步根据成型模具体的结构，将模具体1设计为四层台阶状的长方体，每层台阶表面呈长方形，从高到低的台阶上依次分布设置有从小到大的四种尺寸磨头成型的腰鼓形模槽，每层台阶上的腰鼓形模槽尺寸相同；腰鼓形模槽的两个侧壁是矩形面，矩形面的长度等于抛光磨头的直径，宽度是抛光磨头半径的二分之一，底部为与矩形面平滑相接的抛物面，抛物面最低端与台阶上表面的距离等于抛光磨头的半径，抛物面两端与矩形面相切， 模槽面与腰鼓状形面完全吻合；第三步腰鼓形模槽沿模具体各层台阶面上长度方向均勻分布，并位于宽度方向的中心线上；第四步在模具体的两端，最高和最低台阶上钻有螺纹孔，且螺纹孔轴线位于该层台阶长度和宽度的对称中心，螺纹孔用于安装顶紧螺钉，在顶紧螺钉与模具之间加装垫片；第五步在模具体底部沿长度方向中心线上设置有两个定位销孔，定位销孔轴线距模具体宽度方向的边缘距离为模具宽度的十分之一；第六步在腰鼓形模槽凹面上铣削有细纹，以增大腰鼓形模槽与抛光磨头的摩擦作用；第七步安装模具体时，将模具体1放置在工作台上，并使模具体1的定位孔与工作台的定位孔通过定位销2相互配合，拧紧模具体两端的顶紧螺钉4，使之与工作台上的螺纹孔配合，使模具体限位于工作台上；顶紧螺钉4为内六方螺钉，且在模具与螺钉间使用了垫片5，以起到固紧安装模具体的作用；第八步磨头成型时，根据抛光磨头3的大小选择对应的模槽，高速旋转抛光磨头，同时保证抛光磨头3的径向端面与模具体1宽度方向端面平行，水平移动磨头使其竖直中心线与腰鼓槽的中心线重合，将高速旋转的抛光磨头水平嵌入腰鼓形模槽内，垂直落下的抛光磨头与腰鼓形模槽的磨料粒充分摩擦，直到抛光磨头形状与腰鼓形模槽形状吻合成型。本发明在抛光磨头成型过程中，摆脱了传统的人工操作的低效率，成型精度差的状况；控制抛光磨头的刀位轨迹，倒角形状精度高，避免了因成型不精准造成整体叶盘表面出现波纹；本发明方法简单易于操作，结构安装方便快捷，提高了整体叶盘的抛光质量。
权利要求
1.一种用于整体叶盘抛光的磨头成型方法，其特征在于根据成型模具结构，选择碳化硅磨料和树脂材料制成成型模具体；模具体为四层台阶状的长方体，每层台阶表面呈长方形，从高到低的台阶上依次设置从小到大四种尺寸的腰鼓形模槽，腰鼓形模槽沿模具体各层台阶面上长度方向均勻分布，并位于宽度方向的中心线上，每层台阶上的腰鼓形模槽尺寸相同；腰鼓形模槽的两个侧壁为矩形面，底部是与矩形面平滑相接的抛物面，抛物面两端与矩形面相切；模具体两端的最高和最低台阶上钻有螺纹孔，螺纹孔轴线位于该层台阶长度和宽度的对称中心；抛光磨头的径向端面与模具体宽度方向端面平行，抛光磨头的竖直中心线与腰鼓形模槽中心线重合。
2.根据权利要求1所述的整体叶盘抛光的磨头成型方法，其特征在于所述的矩形面的长度等于抛光磨头的直径，宽度为抛光磨头半径的二分之一。
3.根据权利要求1所述的整体叶盘抛光的磨头成型方法，其特征在于所述的抛物面最低端与台阶上表面的距离等于抛光磨头的半径。
4.根据权利要求1所述的整体叶盘抛光的磨头成型方法，其特征在于所述的模具体底部沿长度方向中心线上设置有两个定位销孔，定位销孔轴线距模具体边缘的距离为模具宽度的十分之一。
5.根据权利要求1所述的整体叶盘抛光的磨头成型方法，其特征在于所述的腰鼓形模槽凹面上铣削有细纹。
全文摘要
本发明公开了一种用于整体叶盘抛光的磨头成型方法，包括模具的设计，模具的安装，磨头的成型。成型模具体设置有四层台阶，每层台阶上对应同一尺寸的腰鼓状模槽。模槽与磨头的成型面吻合，在模槽表面铣削有细纹，增大模具与磨头的摩擦作用。在模具体的最高和最低台阶上钻有螺纹孔，用于安装顶紧螺钉。安装模具时，模具体下面的定位孔与工作台的定位孔通过定位销相互配合固定模具体。磨头成型时，打开电主轴，在较高转速的情况下，使抛光磨头的竖直中心线与模槽中心线重合，逐步落下磨头使之与模具槽发生磨削，起到成型的作用。本发明具有结构简单，安装方便，定位精度高，倒角形状精度高，提高了整体叶盘抛光的效率。
文档编号B24D18/00GK102275144SQ20111025777
公开日2011年12月14日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者史耀耀, 张军锋, 李小彪, 段继豪, 董婷 申请人:西北工业大学