一种用于叶片进/排气边的抛光机构及抛光方法与流程

本发明属于航空发动机叶片设计与制造技术领域，涉及一种用于叶片进/排气边的抛光机构，还涉及利用上述抛光机构的抛光方法。

背景技术：

高质量航空发动机叶片是新一代航空发动机标志性零件之一。在提升航空发动机整体工作性能的过程中，该零件起着至关重要的作用，其型面加工精度将直接影响航空发动机的推重比。抛光作为叶片加工成型的最终工艺直接决定叶片表面质量，而进排气边作为发动机叶片工作过程中的关键部位，其表面质量直接决定其使用性能及工作寿命。

现阶段，国内主要采用人工手持砂纸纸方法抛光航空发动机叶片进/排气边，其抛光效率低下，抛光质量不稳定，一致性差；另外现有的自动化抛光数控机床，柔性较差，应用于航空发动机叶片进/排气边抛光领域时，容易造成进排气边的损伤。这些都严重影响这叶片零件的生产周期，制约着航空发动机使用特性及安全，因而急需研制用于抛光叶片进/排气边的专用抛光装置。

中国专利一种用于叶片进/排气边的抛光机构，申请号为201110223099.8，公开号为：CN102259300A，公开日为2011.11.30，公开了一种抛光机构，其将被抛光的叶片安装在装有专用夹具的转台上，该抛光装置进行叶片自动机械抛光过程为：通过基体后端螺纹孔安装在五轴数控机床上，经过弹性夹片与挡板将砂纸夹持于叶片进/排气边，沿叶片轴向进行对叶片进/排气边的余量自动均匀抛光，抛光过程中可控性高，能够有效避免抛光过程中叶片进/排气边产生变形和损伤。

中国专利一种用于抛光叶片进/排气边的抛光轮，申请号为201120259985.1，公开号为：CN202219460U，公开日为：2012.05.16，公开了一种抛光轮，其特点是增加了砂纸轮的柔性，有利于散热，避免烧伤叶片进/排气边。

但上述两个专利中涉及的有关航空发动机叶片进/排气边的抛光装置，对进排气边去除余量不均匀。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于叶片进/排气边的抛光机构，解决了现有抛光机构中存在的对进排气边抛光时去除余量不均匀的问题。

本发明的目的还提供上述抛光机构的抛光方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种用于叶片进/排气边的抛光机构，包括基体，基体的上端面上加工有燕尾槽，燕尾槽的中心处设有螺纹孔，基体内部开设有导向槽，导向槽内设有液压囊，液压囊的囊口恰好卡在螺纹孔的孔口处，液压囊上设有砂纸。

本发明的第一种技术方案的特点还在于，

其中燕尾槽从基体上端面的一端延伸至另一端，螺纹孔位于燕尾槽的中心。

其中导向槽沿基体的长度方向开设并与基体的两端面贯通，且导向槽与基体的底面贯通。

其中导向槽是以基体的中心轴线为对称轴的轴对称结构。

其中导向槽的一半结构包括沿竖直方向依次开设的圆弧a和凸起弧形面a；导向槽的另一半结构包括沿竖直方向依次开设的圆弧b和凸起弧形面b；圆弧a与圆弧b之间通过平面连通，凸起弧形面a与凸起弧形面b呈“八”字形设置，凸起弧形面a与凸起弧形面b之间的距离小于圆弧a与圆弧b之间的距离。

其中导向槽中的凸起弧形面a、凸起弧形面b分别从基体的长度方向的中间位置被分隔为形状相同的两部分。

其中砂纸粘贴在液压囊的底部。

其中基体的相对两端端面上还分别设有导向块，燕尾槽的两端延伸到两个导向块的上端面上，两个导向块的下端面分别位于基体高度的1/2处，导向块的下端面设有向上弯曲的半圆弧。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种用于叶片进/排气边的抛光方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将基体上端的燕尾槽与机械手相连，将叶片装夹在叶片专用的回转夹具上；

步骤2，将液压站与螺纹孔处的液压囊囊口连接，并通过液压站向液压囊内部冲压；

步骤3，将液压囊粘贴有砂纸的面放在叶片进/排气边上，使砂纸呈倒“U”形状将叶片进/排气边进行包围；

步骤4，启动机械手开关，使机械手带动基体上的砂纸沿叶片进/排气边的曲面进行运动，对叶片进/排气边进行抛光，当抛光到叶片进/排气边的曲面粗糙度为Ra0.8μm～Ra1.2μm时，机械手停止运动，抛光过程结束。

本发明的第二种技术方案的特点还在于：

其中步骤2中液压站向液压囊的冲压压力为1MPa～6MPa；

其中步骤3中砂纸选取150目～320目，砂纸的磨料成份为SiC；

其中步骤4中机械手带动基体运动时的抛光速度为8m/min～15m/min。

本发明的有益效果是，本发明提供的一种用于叶片进/排气边的抛光机构，是安装在机械手上，将基体的导向槽套在叶片的进/排气边上，通过导向槽内液压囊上粘贴的砂纸，实现对叶片进/排气边余量自动均匀抛光，避免了抛光过程中叶片进/排气边产生变形和损伤，以机械手数控抛光替代原来的抛光工艺，既提高了发动机叶片进/排气边的抛光精度和抛光质量，同时也提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明一种用于叶片进/排气边的抛光机构的结构示意图；

图2是将本发明一种用于叶片进/排气边的抛光机构从图1中截面A截开的结构示意图；

图3是本发明一种用于叶片进/排气边的抛光机构的俯视图；

图4是本发明一种用于叶片进/排气边的抛光机构作用在叶片上的机构示意图。

图中，1.基体，2.燕尾槽，3.螺纹孔，4.导向块，5.半圆弧，6.砂纸；

7.导向槽，7-1.平面，7-2.圆弧a，7-3.圆弧b，7-4.凸起弧形面a，7-5.凸起弧形面b；

8.液压囊，9.叶片进/排气边，10.叶身。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种用于叶片进/排气边的抛光机构，结构如图1所示，包括基体1，基体1的上端面上加工有燕尾槽2，燕尾槽2的中心处设有螺纹孔3，基体1内部开设有导向槽7(螺纹孔3与导向槽7贯通)，导向槽7内设有液压囊8，液压囊8的囊口恰好卡在螺纹孔3的孔口处(液压囊3的囊口恰好对准螺纹孔3的孔口)，液压囊8上设有砂纸6。

其中燕尾槽2从基体1上端面的一端延伸至(基体1上端面的)另一端，螺纹孔3位于燕尾槽2的中心。

其中导向槽7沿基体1的长度方向开设并与基体1的(长度方向的)两端面贯通，且导向槽7与基体1的底面贯通(即基体1的底部未封闭)。

其中导向槽7是以基体1的中心轴线为对称轴的轴对称结构(且导向槽7为上端开口大中间开口小的结构)。

如图2所示，导向槽7的(以基体1中心轴为对称轴的)一半结构包括沿竖直方向依次开设的圆弧a7-2和凸起弧形面a7-4；导向槽7的另一半结构包括沿竖直方向依次开设的圆弧b7-3和凸起弧形面b7-5；圆弧a7-2与圆弧b7-3之间通过平面7-1连通，凸起弧形面a7-4与凸起弧形面b7-5呈“八”字形设置，凸起弧形面a7-4与凸起弧形面b7-5之间的距离小于圆弧a7-2与圆弧b7-3之间的距离。

如图3所示，导向槽7中的凸起弧形面a7-4、凸起弧形面b7-5分别从基体1的长度方向的中间位置被分隔为形状相同的两部分。

由于液压囊8未被冲压前是弹性体，因此液压囊8内部膨胀后，液压囊8的形状、尺寸与导向槽7的形状、尺寸相适应，砂纸6粘贴在液压囊8的底部。

其中基体1的相对两端端面上还分别设有导向块4，燕尾槽2的两端延伸到两个导向块4的上端面上，两个导向块4的下端面分别位于基体1高度的1/2处，导向块4的下端面设有向上弯曲的半圆弧5。

本发明一种叶片进/排气边的抛光方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将基体1上端的燕尾槽2与机械手相连，将叶片装夹在叶片专用的回转夹具上；

步骤2，将液压站与螺纹孔3处的液压囊8囊口连接，并通过液压站向液压囊8内部冲压(液压站以1MPa～6MPa的压力向液压囊8内部持续冲压，能够保证液压囊8始终鼓起但又不会爆，冲压压力设定的大小取决于抛光精度的要求，抛光精度越高，冲压压力越大)；

步骤3，将液压囊8粘贴有砂纸6的面放在叶片进/排气边9上，使砂纸6呈倒“U”形状将叶片进/排气边9进行包围(参见图4)，砂纸与叶片进/排气边9紧密接触；

步骤4，启动机械手开关，使机械手带动基体1上的砂纸6沿叶片进/排气边9的曲面进行运动，从而对叶片进/排气边9进行抛光，当抛光到叶片进/排气边9的曲面粗糙度为Ra0.8μm～Ra1.2μm时，机械手停止运动，抛光过程结束(由于叶片的叶身10为空间曲面形状，因此机械手在运动时会紧贴着叶片进/排气边9的曲面路径进行抛光)。

其中步骤3中砂纸选取150目～320目，磨料成份为SiC。

其中步骤4中机械手带动基体运动时的抛光速度为8m/min～15m/min。

抛光结束后，关闭液压站，将基体1从叶片进/排气边9上取下，即可。

本发明一种用于叶片进/排气边的抛光机构的特点为，实现了对发动机叶片进/排气边的自动抛光，同时在抛光加工中可以取得较好的叶片进/排气边表面质量及精度；本发明具有结构简单，易于装配，抛光过程稳定，可重复性高，大大提高了工作效率。