一种数控抛光成型圆弧叶片进/排气边的方法技术

本发明专利技术提出一种数控抛光成型圆弧叶片进/排气边的方法，首先将成型圆弧叶片和砂带抛光机构安装固定在数控机床上，其中成型圆弧叶片可受控绕发动机积叠轴摆动，其次移动砂带抛光机构使砂带与成型圆弧叶片待抛光的进气边或排气边轮廓线的一端接触，叶片受控绕发动机积叠轴匀速单方向摆动，摆动角度为β＝α-90°-cos-1[(R+r)/L1]+sin-1(L3/L1)+cos-1[(R1+r)/L2]-sin-1(L4/L2)，然后将砂带抛光机构沿轮廓线移动砂带宽度的距离，叶片匀速回摆β角度，如此重复直至完成对成型圆弧叶片进气边或排气边的抛光。本发明专利技术通过在抛光过程中控制叶片摆动，且砂带抛光机构同步运动，使进/排气边的整个圆弧边都能被抛光加工到，解决了现有技术中数控抛光容易出现过抛和欠抛的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机叶片的机械加工领域，具体为一种数控抛光成型圆弧叶片进/ 排气边的方法。
技术介绍
叶片的加工质量对燃气涡轮发动机等航空发动机的可靠性有重要的影响，其中叶片进气边和排气边的形状对整个叶片的气动性能具有非常重要的意义，其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。传统的叶片进/排气边抛光方法主要为人工抛光，通过把砂纸或者砂带弯折，使弯折处贴合到叶片的进排气边，用人工夹持沿叶片的进排气边进行往复运动实现抛光，这种方法去除量不均勻，进/排气边的形状精度难以控制，加工的一致性差，对工人的技术和经验要求高，效率低，经常影响整个叶片的制造周期。随着数控技术在发动机叶片加工领域的广泛使用，对叶片进/排气边进行数控抛光也成为了机械加工领域的研究重点，但是由于叶片进/排气边具有薄、圆弧圆心角大等特点，现有的砂带抛光方法难以控制抛光精度，经常会出现过抛和欠抛的情况，也容易造成叶片进/排气边的损伤，影响叶片或者整体叶盘叶片的气动性。
技术实现思路
要解决的技术问题为解决现有技术中的问题，本专利技术提出，通过控制叶片摆动和砂带轮的移动，实现采用砂带抛光装置对成型圆弧叶片进行数控抛光。技术方案本专利技术的技术方案为所述，其特征在于所述方法包括以下步骤步骤1 将成型圆弧叶片固定安装在数控机床上，其中安装轴为成型圆弧叶片的发动机积叠轴，使成型圆弧叶片可受控绕发动机积叠轴摆动；将砂带抛光机构安装在数控机床上，其中砂带抛光机构包括接触轮、导轮和砂带，砂带套在接触轮和导轮上，接触轮与外部驱动电机连接；发动机积叠轴垂直于砂带的运动平面；步骤2 启动外部驱动电机，接触轮带动砂带运动；移动砂带抛光机构使砂带与成型圆弧叶片待抛光的进气边或排气边轮廓线的一端接触；以砂带的运动平面作为数控机床工件坐标系的H平面，在H平面中，接触轮的中心初始坐标为( , Atl),导轮的中心初始坐标为(Y2tl，ZJ，成型圆弧叶片待抛光的进气边或排气边的圆弧中心初始坐标为(Yltl， Z10)；步骤3 成型圆弧叶片受控绕发动机积叠轴勻速单方向摆动，摆动角度为β β = α -90° -COS—1 +sin—1 (L3Zl1)+cos—1 -Sin-1OVL2)其中，α为成型圆弧叶片进气边或排气边的圆弧对应的圆心角，R为接触轮半径，R1为导轮半径，r为成型圆弧叶片进气边或排气边的圆弧半径，= yj(Y\o ~Υοο +(Z10 ~Ζ00)2，L2 = yj(Y2o ~Υ\ο +(Z20 -Z10)2 ,L3 — IZ10-Z001，L4 — | Z20-Z101 ； 且砂带抛光机构中接触轮与导轮也同步运动，运动过程中接触轮的中心坐标(Y' 00'Z' 00) 为 Y' OO = Y' 10" (Yio-Yoo)'Z' 00 = Z' 1Q-L3，其中(Y' 10,Z' 1Q)为成型圆弧叶片摆动过程中，实时测得的进气边或排气边圆弧中心坐标；步骤4 将砂带抛光机构沿进气边或排气边轮廓线向轮廓线的另一端移动砂带宽度的距离，而后成型圆弧叶片绕发动机积叠轴勻速回摆β角度，同时接触轮与导轮也同步运动，运动过程中接触轮的中心坐标(Y' 00' Z' J为V 00 = Y' 10-(Y10-Y00), Z' 00 = V 10-L3 ；再将砂带抛光机构沿进气边或排气边轮廓线移动砂带宽度的距离，重复步骤3和步骤4，直至完成对成型圆弧叶片进气边或排气边的抛光。所述，其特征在于成型圆弧叶片受控绕发动机积叠轴的初始摆动方向为当L1 > L2时，向接触轮方向摆动，当L1 < L2时， 向导轮方向摆动。有益效果本专利技术提出了一种采用砂带抛光机构对成型圆弧叶片进/排气边进行数控抛光的方法，通过在抛光过程中控制成型圆弧叶片绕发动机积叠轴摆动，并且砂带抛光机构也同步的运动，使得成型圆弧叶片进/排气边的整个圆弧边都能被抛光加工到，解决了现有技术中数控抛光容易出现过抛和欠抛的问题。而且采用本专利技术，不需要制作专门的抛光轮， 因此加工成本也较低廉。附图说明图1:本专利技术的原理图；其中1、接触轮；2、砂带；3、成型圆弧叶片；4、导轮。 具体实施例方式下面结合具体实施例描述本专利技术。本实施例是对某型航空发动机成型圆弧叶片的进气边进行抛光加工。步骤1 将成型圆弧叶片固定安装在数控机床上，其中安装轴为成型圆弧叶片的发动机积叠轴，使成型圆弧叶片可受控绕发动机积叠轴摆动；将砂带抛光机构安装在数控机床上，其中砂带抛光机构包括接触轮1、导轮4和砂带2，砂带2套在接触轮1和导轮4上， 接触轮1与外部驱动电机连接；发动机积叠轴垂直于砂带的运动平面。步骤2 启动外部驱动电机，驱动接触轮1带动砂带2运动；移动砂带抛光机构使砂带2与成型圆弧叶片3待抛光进气边的轮廓线一端接触。为了进行下一步骤控制叶片的摆动，这里以砂带2的运动平面作为数控机床工件坐标系的TL平面，如图1所示，在H平面中，接触轮中心0点的初始坐标为(ΥΜ，Z00)，导轮中心&点的初始坐标为(Y2tl，Atl)，成型圆弧叶片待抛光进气边圆弧中心O1点的初始坐标为(Yltl，Z10)。步骤3 成型圆弧叶片3受控绕发动机积叠轴勻速单方向摆动，摆动角度为β β = α -90° -cos—1 +sin—1 (L3Zl1)+cos—1 -sin—1 (L4/L2)其中，α为成型圆弧叶片3进气边圆弧对应的圆心角，R为接触轮1半径，R1 为导轮4半径，r为成型圆弧叶片3进气边的圆弧半径，Z1 二乂！；。-；^)2+^^-^)2， L2=^j(Y20-Y10)2+(Z20-Z10)2，L3= Z10-Z00I, L4= Z20-Z10 ；且砂带抛光机构中接触轮与导轮也同步运动，运动过程中接触轮的中心坐标(Y' 00'Z' J为Y' OO = Y' !O-(Y1C-Yoo)' V 00 = Z' 1(i-L3，其中(Y' 10,Z' 1(|)为成型圆弧叶片摆动过程中，实时测得的进气边圆弧中心坐标，从而保证进气边圆弧中心与接触轮中心距离不变。其中成型圆弧叶片受控绕发动机积叠轴的初始摆动方向为当L1 > L2时，向接触轮方向摆动，当L1 < L2时，向导轮方向摆动。如此，成型圆弧叶片3单方向摆动β角度后，完成对砂带宽度距离的一段进气边的抛光。步骤4:将砂带抛光机构沿进气边轮廓线向轮廓线的另一端移动砂带宽度的距离，而后成型圆弧叶片绕发动机积叠轴勻速回摆β角度，同时接触轮与导轮也同步运动， 运动过程中接触轮的中心坐标(Y' 00'Z' J为V 00 = Y' 10-(Y10-Yoo)'Z' OO = Z' 10-L3, 保证进气边圆弧中心与接触轮中心距离不变，如此完成对下一段砂带宽度距离进气边的抛光。再将砂带抛光机构沿进气边轮廓线移动砂带宽度的距离，重复步骤3和步骤4，如此循环往复，直至完成对成型圆弧叶片进气边的抛光。权利要求1.，其特征在于所述方法包括以下步骤步骤1 将成型圆弧叶片固定安装在数控机床上，其中安装轴为成型圆弧叶片的发动机积叠轴，使成型圆弧叶片可受控绕发动机积叠轴摆动；将砂带抛光机构安装在数控机床上，其中砂带抛光机构包括接触轮、导轮和砂带，砂带套在接触轮和导轮上，接触轮与外部驱动电机连接；发动机积叠轴垂直于砂带的运动平本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种数控抛光成型圆弧叶片进／排气边的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤１：将成型圆弧叶片固定安装在数控机床上，其中安装轴为成型圆弧叶片的发动机积叠轴，使成型圆弧叶片可受控绕发动机积叠轴摆动；将砂带抛光机构安装在数控机床上，其中砂带抛光机构包括接触轮、导轮和砂带，砂带套在接触轮和导轮上，接触轮与外部驱动电机连接；发动机积叠轴垂直于砂带的运动平面；步骤２：启动外部驱动电机，接触轮带动砂带运动；移动砂带抛光机构使砂带与成型圆弧叶片待抛光的进气边或排气边轮廓线的一端接触；以砂带的运动平面作为数控机床工件坐标系的ＹＺ平面，在ＹＺ平面中，接触轮的中心初始坐标为（Ｙ００，Ｚ００），导轮的中心初始坐标为（Ｙ２０，Ｚ２０），成型圆弧叶片待抛光的进气边或排气边的圆弧中心初始坐标为（Ｙ１０，Ｚ１０）；步骤３：成型圆弧叶片受控绕发动机积叠轴匀速单方向摆动，摆动角度为β：β＝α－９０°－ｃｏｓ－１［（Ｒ＋ｒ）／Ｌ１］＋ｓｉｎ－１（Ｌ３／Ｌ１）＋ｃｏｓ－１［（Ｒ１＋ｒ）／Ｌ２］－ｓｉｎ－１（Ｌ４／Ｌ２）其中，α为成型圆弧叶片进气边或排气边的圆弧对应的圆心角，Ｒ为接触轮半径，Ｒ１为导轮半径，ｒ为成型圆弧叶片进气边或排气边的圆弧半径，Ｌ３＝｜Ｚ１０－Ｚ００｜，Ｌ４＝｜Ｚ２０－Ｚ１０｜；且砂带抛光机构中接触轮与导轮也同步运动，运动过程中接触轮的中心坐标（Ｙ′００，Ｚ′００）为Ｙ′００＝Ｙ′１０－（Ｙ１０－Ｙ００），Ｚ′００＝Ｚ′１０－Ｌ３，其中（Ｙ′１０，Ｚ′１０）为成型圆弧叶片摆动过程中，实时测得的进气边或排气边圆弧中心坐标；步骤４：将砂带抛光机构沿进气边或排气边轮廓线向轮廓线的另一端移动砂带宽度的距离，而后成型圆弧叶片绕发动机积叠轴匀速回摆β角度，同时接触轮与导轮也同步运动，运动过程中接触轮的中心坐标（Ｙ′００，Ｚ′００）为Ｙ′００＝Ｙ′１０－（Ｙ１０－Ｙ００），Ｚ′００＝Ｚ′１０－Ｌ３；再将砂带抛光机构沿进气边或排气边轮廓线移动砂带宽度的距离，重复步骤３和步骤４，直至完成对成型圆弧叶片进气边或排气边的抛光。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔺小军，史耀耀，张军锋，董婷，段继豪，李小彪，杨阔，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87