涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法技术

技术编号:15109981 阅读:172 留言:0更新日期:2017-04-09 01:07
本发明专利技术公开了一种涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法,包括以下步骤:a、依据叶冠的非工作面与砂轮之间的相对位置建立立体坐标系;b、依据立体坐标系以及设计的叶冠第一侧面的第一工作面,调整叶片姿态使第一工作面与砂轮对应,并通过砂轮进行第一工作面和同侧的第一非工作面的加工;c、第一工作面和第一非工作面加工完毕后,翻转叶片,并进行叶片的偏转,使设计的叶冠第二侧的第二工作面与砂轮对应,并通过砂轮进行第二工作面的加工;d、砂轮沿砂轮的径向移动偏置,进行与第二工作面同侧的第二非工作面的加工;e、通过同一砂轮完成锯齿形叶冠结构的加工。加工方便、快捷;能够节约加工成本;能保证待加工面的表面光滑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空发动机涡轮叶片加工
,特别地,涉及一种涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法
技术介绍
航空发动机涡轮叶片的锯齿形叶冠如图1所示,由2个工作面和4个非工作面组成。相邻两组叶片的工作面相互贴紧,非工作面则要保证一定的间隙。传统的叶冠如图2所示,如图2a的“A-A剖面”和如图2c的“C-C剖面”均是剖于非工作面,可以看出非工作面与中心(X-Y平面)没有成角度,如图2b的工作面“B-B剖面与中心(X-Y平面)成一定角度。加工时需要先把两个非工作面磨削成型,然后再磨削工作面。目前,动力涡轮叶片锯齿形叶冠加工工序比较复杂,需用两套砂轮才能将锯齿形叶冠加工成型,两套砂轮加工在转接处必然存在“接刀痕”,因此存在锯齿形叶冠加工面不圆滑的问题,导致后续使用过程中的噪音、振动、相互产生作用力、使用寿命长降低等问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法,以解决现有动力涡轮叶片锯齿形叶冠加工方法,需用两套砂轮才能将锯齿形叶冠加工成型,加工工序比较复杂;两套砂轮加工在转接处必然存在“接刀痕”,导致锯齿形叶冠加工面不圆滑的技术问题。本专利技术提供一种涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法,包括以下步骤:a、依据叶冠的非工作面与砂轮之间的相对位置建立立体坐标系;b、依据立体坐标系以及设计的叶冠第一侧面的第一工作面,调整叶片姿态使第一工作面与砂轮对应,并通过砂轮进行第一工作面和同侧的第一非工作面的加工;c、第一工作面和第一非工作面加工完毕后,翻转叶片,并进行叶片的偏转,使设计的叶冠第二侧的第二工作面与砂轮对应,并通过砂轮进行第二工作面的加工;d、砂轮沿砂轮的径向移动偏置,进行与第二工作面同侧的第二非工作面的加工;e、通过同一砂轮完成锯齿形叶冠结构的加工。进一步地,步骤a中立体坐标系的建立:叶冠设计有四个非工作面,每一侧具有通过锯齿形面连接的两个非工作面;在叶冠第一侧面的第一工作面与砂轮对应布置的状态下,设定叶冠的四个非工作面布设平面为立体坐标系的X-Y平面;设定砂轮布设平面为立体坐标系的X-Z平面;同时确定立体坐标系的X轴、Y轴和Z轴。进一步地,步骤b的具体实施步骤为:调整待加工叶冠的四个非工作面,使四个非工作面处于立体坐标系的X-Y平面;调整叶片绕Z轴转动,使待加工叶冠的第一工作面的锯齿与砂轮的磨削面上下吻合;通过控制砂轮上下移动同时加工出第一工作面和第一非工作面。进一步地,步骤c的具体实施步骤为:待加工叶冠在X-Y平面自转180°实现叶片的翻转;然后将叶片绕X轴偏转,使待加工叶冠的第二工作面垂直于X-Y平面,且第二工作面的锯齿与砂轮的磨削面上下吻合;通过控制砂轮上下移动加工出第二工作面。进一步地,叶片绕X轴偏转角度确定:依据涡轮上叶片的数量确定偏转角度,偏转角度为360°除以叶片数量得到绕X轴的偏转角度。进一步地,步骤d的具体实施步骤为:将砂轮沿砂轮径向向待加工叶冠的两个第二非工作面方向偏置并进行第二非工作面的加工,从而形成两个相对于第二工作面向内偏置的第二非工作面。进一步地,第二非工作面相对于第二工作面的向内偏置距离为0.1mm-0.3mm。进一步地,砂轮为仿形砂轮,即砂轮的磨砂面外形与叶冠的锯齿形面形状相同;砂轮仅能够上下移动以及沿砂轮侧面布设方向进行横向移动。进一步地,待加工叶冠固定于数控机床上,由数控机床进行待加工叶冠的待加工姿态控制。进一步地,锯齿形叶冠加工完毕后,进行表面清理,获得成型的涡轮叶片锯齿形叶冠结构。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法,通过叶冠与砂轮的相对位置关系设定叶片与砂轮共用的立体坐标系,依据立体坐标系为基础调整叶片的叶冠姿态,以实现同一砂轮对锯齿形叶冠的两侧待加工面的加工,加工方便、快捷;由于采用一套砂轮进行锯齿形叶冠的加工,能够节约加工成本;并且通过改变锯齿形叶冠的姿态,采用一套砂轮对锯齿形叶冠的两侧待加工面行连续加工,能够消除“接刀痕”,保证待加工面的表面光滑。除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图,对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解,本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1是动力涡轮相邻叶片的锯齿形叶冠拼接结构示意图;图2是锯齿形叶冠的结构示意图;图2a是图2的A-A剖面图;图2b是图2的B-B剖面图;图2c是图2的C-C剖面图;图3是本专利技术优选实施例的涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法的流程框图;图4是本专利技术优选实施例的第一工作面加工状态的结构示意图之一;图5是本专利技术优选实施例的第一工作面加工状态的结构示意图之二;图6是本专利技术优选实施例的第二工作面加工状态的结构示意图之一;图7是本专利技术优选实施例的第二工作面加工状态的结构示意图之二。图例说明:1、叶片;2、待加工叶冠;201、第一工作面;202、第二工作面;203、第一非工作面;204、第二非工作面;3、砂轮。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明,但是本专利技术可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。图3是本专利技术优选实施例的涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法的流程框图;图4是本专利技术优选实施例的第一工作面加工状态的结构示意图之一;图5是本专利技术优选实施例的第一工作面加工状态的结构示意图之二;图6是本专利技术优选实施例的第二工作面加工状态的结构示意图之一;图7是本专利技术优选实施例的第二工作面加工状态的结构示意图之二。如图3所示,本实施例的涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法,包括以下步骤:a、依据叶冠的非工作面与砂轮3之间的相对位置建立立体坐标系;b、依据立体坐标系以及设计的叶冠第一侧面的第一工作面201,调整叶片1姿态使第一工作面201与砂轮3对应,并通过砂轮3进行第一工作面201和同侧的第一非工作面203的加工;c、第一工作面201和第一非工作面203加工完毕后,翻转叶片1,并进行叶片1的偏转,使设计的叶冠第二侧的第二工作面202与砂轮3对应,并通过砂轮3进行第二工作面202的加工;d、砂轮3沿砂轮3的径向移动偏置,进行与第二工作面202同侧的第二非工作面204的加工;e、通过同一砂轮3完成锯齿形叶冠结构的加工。本专利技术涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法,通过叶冠与砂轮的相对位置关系设定叶片与砂轮共用的立体坐标系,依据立体坐标系为基础调整叶片的叶冠姿态,以实现同一本文档来自技高网...
涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法

【技术保护点】
一种涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:a、依据叶冠的非工作面与砂轮(3)之间的相对位置建立立体坐标系;b、依据立体坐标系以及设计的叶冠第一侧面的第一工作面(201),调整叶片(1)姿态使第一工作面(201)与砂轮(3)对应,并通过砂轮(3)进行第一工作面(201)和同侧的第一非工作面(203)的加工;c、第一工作面(201)和第一非工作面(203)加工完毕后,翻转叶片(1),并进行叶片(1)的偏转,使设计的叶冠第二侧的第二工作面(202)与砂轮(3)对应,并通过砂轮(3)进行第二工作面(202)的加工;d、砂轮(3)沿砂轮(3)的径向移动偏置,进行与第二工作面(202)同侧的第二非工作面(204)的加工;e、通过同一砂轮(3)完成锯齿形叶冠结构的加工。

【技术特征摘要】
1.一种涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、依据叶冠的非工作面与砂轮(3)之间的相对位置建立立体坐标系;
b、依据立体坐标系以及设计的叶冠第一侧面的第一工作面(201),调整叶片(1)
姿态使第一工作面(201)与砂轮(3)对应,并通过砂轮(3)进行第一工作面(201)
和同侧的第一非工作面(203)的加工;
c、第一工作面(201)和第一非工作面(203)加工完毕后,翻转叶片(1),并进行
叶片(1)的偏转,使设计的叶冠第二侧的第二工作面(202)与砂轮(3)对应,并通过
砂轮(3)进行第二工作面(202)的加工;
d、砂轮(3)沿砂轮(3)的径向移动偏置,进行与第二工作面(202)同侧的第二
非工作面(204)的加工;
e、通过同一砂轮(3)完成锯齿形叶冠结构的加工。
2.根据权利要求1所述的涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法,其特征在于,
所述步骤a中立体坐标系的建立:
叶冠设计有四个非工作面,每一侧具有通过锯齿形面连接的两个非工作面;
在叶冠第一侧面的第一工作面(201)与砂轮(3)对应布置的状态下,设定叶冠的
四个非工作面布设平面为立体坐标系的X-Y平面;设定砂轮(3)布设平面为立体坐标系
的X-Z平面;同时确定立体坐标系的X轴、Y轴和Z轴。
3.根据权利要求2所述的涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法,其特征在于,
所述步骤b的具体实施步骤为:
调整待加工叶冠(2)的四个非工作面,使四个非工作面处于立体坐标系的X-Y平面;
调整叶片(1)绕Z轴转动,使待加工叶冠(2)的第一工作面(201)的锯齿与砂轮
(3)的磨削面上下吻合;
通过控制砂轮(3)上下移动同时加工出第一工作面(201)和第一非工作面(203)。
4.根据权利要求2所述的涡轮叶片锯齿形叶冠结构的加工方法,其特征在于,
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋石平李鑫陶冶科余索远王芳
申请(专利权)人:中国航空动力机械研究所
类型:发明
国别省市:湖南;43

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