涡轮叶片排气边加工方法技术

本发明专利技术公开了一种涡轮叶片排气边加工方法，包括以下步骤：制备辅助基准板、上公差壁厚卡规、下公差壁厚卡规、上公差尺寸量规及下公差尺寸量规；根据叶片排气边补贴的外观尺寸选择打磨砂轮、修整打磨砂轮的打磨角及调整打磨砂轮的工作转速；采用辅助基准板相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后，采用打磨砂轮对叶片排气边的补贴进行抛磨；采用打磨风枪对排气边孔槽的壁厚进行修整，且修整过程中采用上公差壁厚卡规和下公差壁厚卡规对排气边孔槽的壁厚进行检测；根据排气边缘区的具体形状采用打磨抛光设备对排气边缘区进行相应修整；采用打磨抛光设备对排气边缘区的尺寸进行修整，且修整过程中采用上公差尺寸量规和下公差尺寸量规对排气边缘区的尺寸进行检测。

Machining method of turbine blade exhaust edge

The invention discloses a processing method of turbine blade exhaust edge, which comprises the following steps: preparing auxiliary reference plate, upper tolerance wall thickness gauge, lower tolerance wall thickness gauge, upper tolerance dimension gauge and lower tolerance dimension gauge; selecting grinding wheel according to the appearance size of blade exhaust edge allowance, trimming the grinding angle of grinding wheel and adjusting the working speed of grinding wheel; adopting auxiliary base The alignment plate shall be closely attached to the blade basin or the back of the blade body, and the grinding wheel shall be used to polish the allowance of the exhaust edge of the blade; the grinding air gun shall be used to finish the wall thickness of the exhaust edge hole groove, and the upper tolerance wall thickness gauge and the lower tolerance wall thickness gauge shall be used to detect the wall thickness of the exhaust edge hole groove during the trimming process; the grinding and polishing equipment shall be used to arrange the exhaust edge according to the specific shape of the exhaust edge area The gas edge area shall be trimmed accordingly; the size of the exhaust edge area shall be trimmed by polishing equipment, and the upper tolerance dimension gauge and the lower tolerance dimension gauge shall be used to detect the size of the exhaust edge area during the trimming process.

【技术实现步骤摘要】
涡轮叶片排气边加工方法
本专利技术涉及涡轮叶片加工领域，特别地，涉及一种涡轮叶片排气边加工方法。
技术介绍
航空发动机作为飞机的心脏，直接影响着飞机的性能、可靠性、经济性，是一个国家科技水平、国防实力的重要体现。随着大功重比航空发动机高效率、低油耗的发展，发动机涡轮入口温度不断提高，作为航空发动机关键热端部件的涡轮叶片的工作温度也在不断提高。目前，先进的发动机涡轮前进口温度达1650℃，受金属熔点的限制，通过改善叶片的制备材料来提高叶片的承温能力已接近极限，因此，叶片的空心气冷结构成为叶片设计制造的趋势及必然选择。铸造空心涡轮叶片作为其高性能核心构件，其加工精度及表面完整性直接决定了整机服役性能及疲劳寿命。铸造空心涡轮叶片由于材料难加工、型面弯扭大、截面厚度变化大、形状精度与表面完整性及其一致性要求很高，制造难度极大，一直以来国内仅能依靠技能人员的高技能水平勉强维持高性能叶片的精密加工。由于铸造空心涡轮叶片结构狭窄、扭度大，目前暂无自动打磨设备应用于此类空心涡轮叶片的打磨加工。以某空心涡轮叶片(附图一)为例具体说明，该叶片为复杂空心涡轮叶片，叶片排气边扭度大且补贴厚，叶片外形尺寸大小约为56mm×30mm×43mm(长×宽×高)，在叶片狭窄的排气边区域，既要打磨去除排气边的补贴，还要保证排气边部位的壁厚以及排气边缘部的大小、形状。叶片排气边补贴厚，在打磨修整时需将补贴去除，因排气边通道较窄，打磨时难度较大，全靠操作者手工把握打磨量，边打磨边检查，效率低下，而且非常容易打磨到叶片其它部位，造成报废，报废率约为15％；叶片排气边壁厚偏厚时，靠操作者手感对偏厚部位进行打磨，极易打磨薄造成报废，报废率约为5％，而打磨过程中通过卡尺边打磨边测量壁厚，效率非常低；叶片排气边缘部大小、形状打磨困难、难度大，易造成大量的返工返修，进而严重影响交付进度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种涡轮叶片排气边加工方法，以解决现有的涡轮叶片排气边加工时存在的打磨困难、效率低及易造成叶片报废的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种涡轮叶片排气边加工方法，包括以下步骤：S10：制备用于紧贴叶身叶盆或叶身叶背以对叶片排气边补贴的打磨终止位置进行限定的辅助基准板、根据叶片排气边处排气边孔槽壁厚的设计要求制备上公差壁厚卡规和下公差壁厚卡规、根据叶片排气边处排气边缘区尺寸的设计要求制备上公差尺寸量规和下公差尺寸量规；S20：根据叶片排气边补贴的外观尺寸相应选择打磨砂轮、修整打磨砂轮的打磨角及调整打磨砂轮的工作转速；S30：采用辅助基准板相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后，采用打磨砂轮对叶片排气边的补贴进行抛磨；S40：采用打磨风枪对排气边孔槽的壁厚进行修整，且修整过程中采用上公差壁厚卡规和下公差壁厚卡规对排气边孔槽的壁厚进行检测；S50：根据排气边缘区的具体形状采用打磨抛光设备对排气边缘区进行相应修整；S60：采用打磨抛光设备对排气边缘区的尺寸进行修整，且修整过程中采用上公差尺寸量规和下公差尺寸量规对排气边缘区的尺寸进行检测。进一步地，步骤S20中，根据叶片排气边补贴的外观尺寸选择直径为80mm～100mm，厚度为6mm-10mm，粒度为60#～80#的白刚玉砂轮，并调整白刚玉砂轮的工作转速为6000r/min～7000r/min；步骤S20中，将白刚玉砂轮修整成圆锥角为30°～45°的圆锥台状，且圆锥角处的圆角半径小于1mm。进一步地，进行步骤S30时，首先手持叶片沿叶片排气边的弧线从左至右使打磨砂轮对叶片排气边进行试抛磨，并观察抛磨位置是否在叶片排气边补贴需打磨部位上，如抛磨位置在叶片排气边补贴需打磨部位上，则进行叶片排气边补贴的正式抛磨；正式抛磨时，采用辅助基准板相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后，采用打磨砂轮对叶片排气边补贴进行抛磨，当叶片排气边补贴被打磨至与辅助基准板顶端基准边平齐时，则打磨结束。进一步地，步骤S40具体包括以下步骤：采用下公差壁厚卡规对各处排气边孔槽的壁厚进行检查，如其中一处排气边孔槽能通过下公差壁厚卡规则该叶片直接报废；修整打磨风枪的磨头至圆锥形，并使磨头锥角处倒圆角的半径为1.5mm～2mm；调整打磨风枪的工作转速至8000r/min～10000r/min；采用打磨风枪均匀抛修各处排气边孔槽，并抛修过程中采用上公差壁厚卡规和下公差壁厚卡规对抛修的排气边孔槽的壁厚实时检测，当排气边孔槽能通过上公差壁厚卡规且不能通过下公差壁厚卡规时该处排气边孔槽的壁厚抛修合格。进一步地，进行步骤S50时，首先根据排气边缘区的具体形状将不符合排气边缘区形状要求的排气边缘区进行种类划分；然后再根据排气边缘区具体种类，采用相应的打磨方法对排气边缘区的形状进行打磨直至符合设计要求。进一步地，进行步骤S50时，将不符合排气边缘区形状要求的排气边缘区进行种类划分时，将叶型一侧打磨较多的排气边缘区划分为削边类排气边缘区、将叶型两侧均打磨较多的排气边缘区划分为尖边类排气边缘区、将叶型最小截面不在排气边缘的排气边缘区划分为缩颈类排气边缘区、将排气边缘不为圆角的排气边缘区划分为平头类排气边缘区；打磨削边类排气边缘区时，排气边缘区两侧对称打磨，并修整好排气边缘区的圆角；打磨尖边类排气边缘区时，将排气边缘区的尖端打掉，并抛修形成新圆角；打磨缩颈类排气边缘区时，从排气边缘区的缩颈处开始打磨以去掉前端凸头，并抛修形成新圆角；打磨平头类排气边缘区时，将排气边缘区平头两端倒圆形成新圆角。进一步地，进行步骤S60时，采用打磨抛光设备对排气边缘区的尺寸进行修整，且修整过程中采用上公差尺寸量规和下公差尺寸量规对排气边缘区的尺寸进行检测，当排气边缘区能通过上公差尺寸量规且不能通过下公差尺寸量规时，排气边缘区的尺寸合格。进一步地，完成步骤S10之后，且在进行步骤S20之前，还包括步骤：对待加工的空心涡轮叶片进行外观质量检查，检查叶片外观有无超出技术要求规定的孔洞缺陷，如有孔洞缺陷，则该叶片直接报废，如符合技术要求规定，则继续往下加工；对待加工的空心涡轮叶片排气边孔槽的壁厚进行尺寸检测，如壁厚尺寸小于排气边孔槽的最小壁厚，则该叶片直接报废，如壁厚尺寸大于排气边孔槽的最小壁厚，则继续往下加工。进一步地，完成步骤S60之后，还包括步骤S70：目视检查叶片表面质量及排气边缘区的形状、检测排气边孔槽的壁厚及排气边缘区的尺寸是否符合设计要求，如不符合，则返回至相应步骤处重新进行处理。进一步地，完成步骤S70之后，还包括步骤S80：采用叶型测量设备对叶片叶身及叶片排气边进行叶型尺寸测量，或采用蓝光设备对叶片进行整体轮廓扫描以对叶片叶身及叶片排气边进行叶型尺寸测量，并采用上公差壁厚卡规和下公差壁厚卡规对排气边孔槽的壁厚进行检测，以判断叶片加工尺寸是否符合叶片技术要求，如不符合则返回至相应步骤处重新进行处理。本专利技术具有以下有益效果：采用本专利技术的涡轮叶片排气边加工方法加工空心涡轮叶片的排气边时，通过根据叶片排气边补贴的外观尺寸相应选择打磨砂轮、修整打磨砂轮的打磨角及调整打磨砂轮的工作转速以保证叶片排气边的加工质量；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮叶片排气边加工方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS10：制备用于紧贴叶身叶盆或叶身叶背以对叶片排气边(101)补贴的打磨终止位置进行限定的辅助基准板(20)、根据叶片排气边(101)处排气边孔槽(102)壁厚的设计要求制备上公差壁厚卡规(30)和下公差壁厚卡规(40)、根据叶片排气边(101)处排气边缘区(103)尺寸的设计要求制备上公差尺寸量规(50)和下公差尺寸量规(60)；/nS20：根据叶片排气边(101)补贴的外观尺寸相应选择打磨砂轮(70)、修整打磨砂轮(70)的打磨角及调整打磨砂轮(70)的工作转速；/nS30：采用辅助基准板(20)相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后，采用打磨砂轮(70)对叶片排气边(101)的补贴进行抛磨；/nS40：采用打磨风枪对排气边孔槽(102)的壁厚进行修整，且修整过程中采用上公差壁厚卡规(30)和下公差壁厚卡规(40)对排气边孔槽(102)的壁厚进行检测；/nS50：根据排气边缘区(103)的具体形状采用打磨抛光设备对排气边缘区(103)进行相应修整；/nS60：采用打磨抛光设备对排气边缘区(103)的尺寸进行修整，且修整过程中采用上公差尺寸量规(50)和下公差尺寸量规(60)对排气边缘区(103)的尺寸进行检测。/n...

【技术特征摘要】
1.一种涡轮叶片排气边加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10：制备用于紧贴叶身叶盆或叶身叶背以对叶片排气边(101)补贴的打磨终止位置进行限定的辅助基准板(20)、根据叶片排气边(101)处排气边孔槽(102)壁厚的设计要求制备上公差壁厚卡规(30)和下公差壁厚卡规(40)、根据叶片排气边(101)处排气边缘区(103)尺寸的设计要求制备上公差尺寸量规(50)和下公差尺寸量规(60)；
S20：根据叶片排气边(101)补贴的外观尺寸相应选择打磨砂轮(70)、修整打磨砂轮(70)的打磨角及调整打磨砂轮(70)的工作转速；
S30：采用辅助基准板(20)相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后，采用打磨砂轮(70)对叶片排气边(101)的补贴进行抛磨；
S40：采用打磨风枪对排气边孔槽(102)的壁厚进行修整，且修整过程中采用上公差壁厚卡规(30)和下公差壁厚卡规(40)对排气边孔槽(102)的壁厚进行检测；
S50：根据排气边缘区(103)的具体形状采用打磨抛光设备对排气边缘区(103)进行相应修整；
S60：采用打磨抛光设备对排气边缘区(103)的尺寸进行修整，且修整过程中采用上公差尺寸量规(50)和下公差尺寸量规(60)对排气边缘区(103)的尺寸进行检测。


2.根据权利要求1所述的涡轮叶片排气边加工方法，其特征在于，
所述步骤S20中，根据叶片排气边(101)补贴的外观尺寸选择直径为80mm～100mm、厚度为6mm-10mm，粒度为60#～80#的白刚玉砂轮，并调整白刚玉砂轮的工作转速为6000r/min～7000r/min；
所述步骤S20中，将白刚玉砂轮修整成圆锥角为30°～45°的圆锥台状，且圆锥角处的圆角半径小于1mm。


3.根据权利要求1所述的涡轮叶片排气边加工方法，其特征在于，
进行所述步骤S30时，首先手持叶片沿叶片排气边(101)的弧线从左至右使打磨砂轮(70)对叶片排气边(101)进行试抛磨，并观察抛磨位置是否在叶片排气边(101)补贴的需打磨部位上，如抛磨位置在叶片排气边(101)补贴需打磨部位上，则进行叶片排气边(101)补贴的正式抛磨；
正式抛磨时，采用辅助基准板(20)相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后，采用打磨砂轮(70)对叶片排气边(101)补贴进行抛磨，当叶片排气边(101)补贴被打磨至与辅助基准板(20)顶端基准边(201)平齐时，则打磨结束。


4.根据权利要求1所述的涡轮叶片排气边加工方法，其特征在于，所述步骤S40具体包括以下步骤：
采用下公差壁厚卡规(40)对各处排气边孔槽(102)的壁厚进行检查，如其中一处排气边孔槽(102)能通过下公差壁厚卡规(40)则该叶片直接报废；
修整打磨风枪的磨头至圆锥形，并使磨头锥角处倒圆角的半径为1.5mm～2mm；
调整打磨风枪的工作转速至8000r/min～10000r/min；
采用打磨风枪均匀抛修各处排气边孔槽(102)，并抛修过程中采用上公差壁厚卡规(30)和下公差壁厚卡规(40)对抛修的排气边孔槽(102)的壁厚实时检测，当排气边孔槽(102)能通过上公差壁厚卡规(30)且不能通过下公差壁厚卡规(40)时该处排气边孔槽(102)的壁厚抛修合格。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑朝会，袁继成，刘虎，张思，罗赞，段崟坤，宾星，姚永飞，罗贵敏，
申请(专利权)人：中国航发南方工业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43