专利名称：航空发动机钛合金叶片数控抛光工艺方法
技术领域：
本发明涉及航空发动机叶片机械加工领域，具体为航空发动机钛合金叶片数控抛光工艺方法。
背景技术：
在发动机领域，尤其是航空发动机机械加工领域，叶片型面为自由曲面，一般用球头铣刀进行行切加工，必然形成波峰波谷，且由于刀具在行切平面内运动，运动轨迹曲线曲率不同和定位等原因，也会导致行间的残留高度相差较叶片的加工质量对航空发动机的可靠性有重要的影响，而叶片的表面质量直接影响到叶片的气动性能，进而影响到航空发动 机的性能。抛光加工处理是提高叶片表面质量的主要方法，由于砂带抛光的效率高、表面质量好、精度高等特点而广泛应用于叶片的抛光领域，而且现有的技术绝大多数都是利用砂带技术对叶片进行抛光。虽然有也有很多公开的技术文献针对叶片的抛光加工进行了研究，但这些公开技术中往往都是针对叶片的某部分的抛光轨迹方法确定或者型面抛光方法，且针对的都是抛光过程中某一工序而进行的，并没有有关叶片的抛光工艺。目前叶片所采用的抛光工艺，是单纯刚性抛光或者柔性抛光，这样不仅不能改善叶片的抛光质量，造成叶片抛光表面抛光痕迹严重。同时，没有合理规划叶片的整合抛光过程，不利于叶片加工整体效率的提闻。
发明内容
要解决的技术问题为解决现有叶片抛光工艺无法明显改善叶片表面质量，同时对整个抛光过程没有合理规划，造成叶片抛光效率低下的问题，本发明提出了一种航空发动机钛合金叶片数控抛光工艺方法。技术方案本发明的技术方案为所述航空发动机钛合金叶片数控抛光工艺方法，其特征在于包括以下步骤步骤I :测量叶片表面波峰波谷的大小，并据此确定叶片的加工工序当波峰与波谷的高度差S < O. 2mm时，叶片抛光工序分为粗抛和精抛；当波峰与波谷的高度差δ > O. 2mm时，叶片抛光工序分为粗抛、半精抛和精抛；步骤2 :根据工序内容选定砂带接触轮硬度、砂带粒度以及支撑砂带接触轮施力机构的输出力粗抛时，接触轮硬度取值范围为80 105Hs，砂带粒度P30 50，施力机构输出力F > 50N ;半精抛时，接触轮硬度取值范围为50 75Hs，砂带粒度P120 180，施力机构输出力5 < F < 15N ;精抛时，接触轮硬度取值范围为30 45Hs，砂带粒度P240 600，施力机构输出力F彡5N;步骤3 :根据工序内容确定对抛光工件的抛光行距和进给速度粗抛时抛光行距小于接触轮宽度的1/4，进给速度小于100mm/min ;半精抛时抛光行距为接触轮宽度的1/4 1/3，进给速度为100 200mm/min ;精抛时抛光行距为接触轮宽度的一半，进给速度300 500mm/min ;抛光轨迹沿叶片长度方向，并通过直纹面参数拟合得到抛光路径；步骤4 :将待抛光的叶片与接触轮对刀后，接触轮按照步骤I 步骤4确定的抛光参数完成对叶片数控抛光。有益效果本发明通过对抛光过程合理地规划，对叶片采用刚性粗抛、半精抛和柔性精抛相结合的工艺，可以有效改善叶片表面的抛光质量，提高了航空发动机叶片的抛光效率，避免了因为抛光参数的选择不当而导致的叶片表面质量较低，同时采用数控技术控制抛光过程,叶片表面质量稳定性也大大提高。
具体实施例方式下面结合具体实施例描述本发明 实施例I :本实施例中的采用碳化硅磨粒作为所使用的砂带磨粒，具体的航空发动机钛合金叶片数控抛光工艺方法包括以下步骤步骤I :测量叶片表面波峰波谷的大小，并据此确定叶片的加工工序当波峰与波谷的高度差S < O. 2mm时，叶片抛光工序分为粗抛和精抛；当波峰与波谷的高度差δ ^ O. 2mm时，叶片抛光工序分为粗抛、半精抛和精抛。本实施例中叶片表面波峰与波谷的高度差为O. 3mm，所以确定叶片的加工工序为粗抛、半精抛和精抛三个工序。步骤2 :根据工序内容选定砂带接触轮硬度、砂带粒度以及支撑砂带接触轮施力机构的输出力粗抛时，接触轮硬度取值范围为80 105Hs，砂带粒度P30 50，施力机构输出力F > 50N ;半精抛时，接触轮硬度取值范围为50 75Hs，砂带粒度P120 180，施力机构输出力5 < F < 15N ;精抛时，接触轮硬度取值范围为30 45Hs，砂带粒度P240 600，施力机构输出力F ( 5N。本实施例中，粗抛时，接触轮硬度取值为80Hs，砂带粒度P30，施力机构输出力F为80N;半精抛时，接触轮硬度取值为50Hs，砂带粒度P150，施力机构输出力ION ;精抛时，接触轮硬度取值为40Hs，砂带粒度P400，施力机构输出力F为3N。步骤3 :根据工序内容确定对抛光工件的抛光行距和进给速度粗抛时抛光行距小于接触轮宽度的1/4，进给速度小于100mm/min ;半精抛时抛光行距为接触轮宽度的1/4 1/3，进给速度为100 200mm/min ;精抛时抛光行距为接触轮宽度的一半，进给速度300 500mm/min ;抛光轨迹沿叶片长度方向，并通过直纹面参数拟合得到抛光路径。本实施例中，接触轮宽度为20mm,粗抛时抛光行距为2mm,进给速度为80mm/min ；半精抛时抛光行距为5mm,进给速度为150mm/min ;精抛时抛光行距为IOmm,进给速度为500mm/mino步骤4 :将待抛光的叶片与接触轮对刀后，接触轮按照步骤I 步骤4确定的粗抛、半精抛和精抛的抛光工艺顺序和工艺参数依次进行数控抛光，即可完成对航空发动机叶片的数控抛光。实施例2 本实施例中的采用碳化硅磨粒作为所使用的砂带磨粒，具体的航空发动机钛合金叶片数控抛光工艺方法包括以下步骤步骤I :测量叶片表面波峰波谷的大小，并据此确定叶片的加工工序当波峰与波谷的高度差S < O. 2mm时，叶片抛光工序分为粗抛和精抛；当波峰与波谷的高度差δ ^ O. 2mm时，叶片抛光工序分为粗抛、半精抛和精抛。本实施例中叶片表面波峰与波谷的高度差为O. 15mm，所以确定叶片的加工工序为粗抛和精抛两个工序。步骤2 :根据工序内容选定砂带接触轮硬度、砂带粒度以及支撑砂带接触轮施力机构的输出力粗抛时，接触轮硬度取值范围为80 105Hs，砂带粒度P30 50 ，施力机构输出力F > 50N ;半精抛时，接触轮硬度取值范围为50 75Hs，砂带粒度P120 180，施力机构输出力5 < F < 15N ;精抛时，接触轮硬度取值范围为30 45Hs，砂带粒度P240 600，施力机构输出力F ( 5N。本实施例中，粗抛时，接触轮硬度取值为90Hs，砂带粒度P40，施力机构输出力F为80N;精抛时，接触轮硬度取值为30Hs，砂带粒度P240，施力机构输出力F为3N。 步骤3 :根据工序内容确定对抛光工件的抛光行距和进给速度粗抛时抛光行距小于接触轮宽度的1/4，进给速度小于100mm/min ;半精抛时抛光行距为接触轮宽度的1/4 1/3，进给速度为100 200mm/min ;精抛时抛光行距为接触轮宽度的一半，进给速度300 500mm/min ;抛光轨迹沿叶片长度方向，并通过直纹面参数拟合得到抛光路径。本实施例中，接触轮宽度为20mm,粗抛时抛光行距为2mm,进给速度为80mm/min ；精抛时抛光行距为IOmm,进给速度为400mm/min。步骤4 :将待抛光的叶片与接触轮对刀后，接触轮按照步骤I 步骤4确定的粗抛和精抛的抛光工艺顺序和工艺参数依次进行数控抛光，即可完成对航空发动机叶片的数控抛光。实施例3:本实施例中的采用碳化硅磨粒作为所使用的砂带磨粒，具体的航空发动机钛合金叶片数控抛光工艺方法包括以下步骤步骤I :测量叶片表面波峰波谷的大小，并据此确定叶片的加工工序当波峰与波谷的高度差S < O. 2mm时，叶片抛光工序分为粗抛和精抛；当波峰与波谷的高度差δ ^ O. 2mm时，叶片抛光工序分为粗抛、半精抛和精抛。本实施例中叶片表面波峰与波谷的高度差为O. 5mm，所以确定叶片的加工工序为粗抛、半精抛和精抛三个工序。步骤2 :根据工序内容选定砂带接触轮硬度、砂带粒度以及支撑砂带接触轮施力机构的输出力粗抛时，接触轮硬度取值范围为80 105Hs，砂带粒度P30 50，施力机构输出力F > 50N ;半精抛时，接触轮硬度取值范围为50 75Hs，砂带粒度P120 180，施力机构输出力5 < F < 15N ;精抛时，接触轮硬度取值范围为30 45Hs，砂带粒度P240 600，施力机构输出力F ( 5N。本实施例中，粗抛时，接触轮硬度取值为105Hs，砂带粒度P50，施力机构输出力F为50N ;半精抛时，接触轮硬度取值为75Hs，砂带粒度P180，施力机构输出力15N ;精抛时，接触轮硬度取值为45Hs，砂带粒度P600，施力机构输出力F为5N。步骤3 :根据工序内容确定对抛光工件的抛光行距和进给速度粗抛时抛光行距小于接触轮宽度的1/4，进给速度小于100mm/min ;半精抛时抛光行距为接触轮宽度的1/4 1/3，进给速度为100 200mm/min ;精抛时抛光行距为接触轮宽度的一半，进给速度300 500mm/min ;抛光轨迹沿叶片长度方向，并通过直纹面参数拟合得到抛光路径。本实施例中，接触轮宽度为20mm,粗抛时抛光行距为2mm,进给速度为70mm/min ；半精抛时抛光行距为5mm,进给速度为200mm/min ;精抛时抛光行距为IOmm,进给速度为300mm/mino步骤4 :将待抛光的叶片与接触轮对刀后，接触轮按照步骤I 步骤4确定的粗抛、半精抛和精抛的抛光工艺顺序和工艺参数依次进行数控抛光，即可完成对航空发动机叶片的数控抛光。 ·
权利要求
1.一种航空发动机钛合金叶片数控抛光工艺方法，其特征在于包括以下步骤 步骤I:测量叶片表面波峰波谷的大小，并据此确定叶片的加工工序当波峰与波谷的高度差S < 0.2mm时，叶片抛光工序分为粗抛和精抛；当波峰与波谷的高度差8 ^ 0. 2mm时，叶片抛光工序分为粗抛、半精抛和精抛； 步骤2 :根据工序内容选定砂带接触轮硬度、砂带粒度以及支撑砂带接触轮施力机构的输出力粗抛时，接触轮硬度取值范围为80 105Hs，砂带粒度P30 50，施力机构输出力F > 50N ;半精抛时，接触轮硬度取值范围为50 75Hs，砂带粒度P120 180，施力机构输出力5 < F < 15N ;精抛时，接触轮硬度取值范围为30 45Hs，砂带粒度P240 600，施力机构输出力F彡5N; 步骤3 :根据工序内容确定对抛光工件的抛光行距和进给速度粗抛时抛光行距小于接触轮宽度的1/4，进给速度小于100mm/min ;半精抛时抛光行距为接触轮宽度的1/4 1/3，进给速度为100 200mm/min ;精抛时抛光行距为接触轮宽度的一半，进给速度300 500mm/min ;抛光轨迹沿叶片长度方向，并通过直纹面参数拟合得到抛光路径； 步骤4 :将待抛光的叶片与接触轮对刀后，接触轮按照步骤I 步骤4确定的抛光参数完成对叶片数控抛光。
全文摘要
本发明提出了一种航空发动机钛合金叶片数控抛光工艺方法，首先测量叶片表面波峰波谷的大小，并据此确定叶片的加工工序，其次根据工序内容选定砂带接触轮硬度、砂带粒度以及支撑砂带接触轮施力机构的输出力，再次根据工序内容确定对抛光工件的抛光行距和进给速度，最后将待抛光的叶片与接触轮对刀后，接触轮按照前述确定的抛光参数完成对叶片数控抛光。本发明通过对抛光过程合理地规划，对叶片采用刚性粗抛、半精抛和柔性精抛相结合的工艺，可以有效改善叶片表面的抛光质量，提高了航空发动机叶片的抛光效率，避免了因为抛光参数的选择不当而导致的叶片表面质量较低，同时采用数控技术控制抛光过程，叶片表面质量稳定性也大大提高。
文档编号B24B21/16GK102806510SQ201210288530
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者史耀耀, 张军锋, 蔺小军, 董婷, 赵涛, 段继豪 申请人:西北工业大学