[发明专利]发动机转子叶片型面的修复方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空发动机压气机转子叶片叶尖接长型面的修复方法及其装置。 

背景技术

每分钟高达12000转以上转速的航空发动机高压压气机转子叶片，在离心力、振动和机匣变形的作用下，整级叶片的叶尖被机匣内涂层磨短，导致大量叶片因尺寸超差报废。由于压气机转子叶片叶盆与叶背任意一点，截面厚度均不相同，同一级叶片个体之间存在壁厚差异，叶片型面空间复合曲面复杂，叶片的型面恢复极其困难。目前普遍采用的是更换新品叶片，但是新品叶片的采购成本极高，并且采购周期难以保证。或者是采用特种堆焊技术对被磨短的叶片进行接长，在接长部分形成堆焊区域进行型面恢复来实现报废叶片的再制造修复。叶片经叶尖接长或校形后需要恢复其原有几何形貌，以便满足空气动力学要求。型面恢复时定位和加工路径选取困难，通常采用的技术手段有数控打磨和手工打磨两类。数控打磨主要靠多轴联动砂带磨床，通过程序软件控制实现叶面修型。该方法精度高、效率快，但是其对设备依赖程度大，成本投入高，数控程序编写复杂，一般人难于熟练掌握。手工打磨因其成本低廉，设备简单被广泛的应用于航空发动机维修领域。但是该方法对钳工技能要求极高，劳动强度大，打磨周期长，打磨精度难以控制，打磨过程极易伤及基体材料，造成叶片二次报废，接长修理时，单件叶片粗打磨也需要90～120min。精修50～60min，修理效率极其低下。 

压气机转子叶片属航空发动机重要部件，制造工艺复杂、成本高，服役环境恶劣属易废品。采用针对性装置实现叶面恢复，是减少报废的有效途径。同时也是提高打磨效率，降低劳动强度有效措施。 

发明内容

本发明的发明目的是针对上述现有技术存在问题，提供一种修复成本低，效率高，能够减小叶片修理报废率、降低劳动强度，提高修理加工效率和控制精度的叶片型面恢复方法及其装置。 

本发明解决其技术问题所采用的技术解决方案是，一种发动机转子叶片型面的修复方法，其特征在于包括如下步骤：根据压气机转子叶片叶盆1与叶背2任一点厚度均不相同，叶尖至叶根由不同截面堆叠而成的形状特征，首先利用三坐标测量仪对标准叶片4作微米级测量，作出标准叶片修磨轨迹的仿形装置，其次，用两个对称中心轴线的中心轴承支撑 控制仿形模板转盘9仿形运动轨迹的弧面，当外力带动仿形装置上的仿形模板转盘运动时，仿形模板转盘9通过位于它仿形轨迹弧面6上方弧形滑槽轴线中心的等腰轴承组,在两个支撑中心轴承之间按修磨轨迹做摆线运动，固定在叶片夹紧机构10上边的叶片随之与气动打磨头3做相对摆动运动，实现对叶片的叶盆1或叶背2进行仿形打磨。 

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。 

本发明利用仿形原理，放大修磨轨迹，采用叶片叶盆、叶背的仿形磨削装置，依据放大标准叶片轨迹对压气机叶片型面进行仿形修复，制作成本低廉、操作简单。通过调整螺母与千分表的配合使用实现刀头升降的微米级控制，弥补钳工技能水平不足；通过仿形机构带动叶片做标准叶面轨迹运动，提高控制精度；通过导轨，降低操作者劳动强度和加工效率。实验数据表明，使用本发明可以使叶片半精密加工时间由原来90～120min，缩短至5～10min；精修时间由50～60min缩短至10～15min；合格率由原来的60％提升至95％以上。采用叶片叶盆、叶背的仿形磨削夹具，提升了生产效率，提高了产品质量的稳定性，使发动机叶片再制造修复保障能力等到有效提升，解决了航空发动机叶片再制造批量修理的燃眉之急。 

附图说明

图1是发动机转子叶片横截面形貌示意图。 

图2是图1叶盆仿形修磨原理示意图。 

图3是本发明发动机转子叶片型面的修复装置的构造示意图。 

图4是图3叶片夹紧机构的剖视图。 

图5是图3刀头升降机构的主视图。 

图中：1叶盆，2叶背，3气动打磨头，4标准叶片，5等腰轴承组，6仿形运动轨迹弧面，7座板，8刀头升降机构，9仿形模板转盘，10叶片夹紧机构，11导轨，12叶片顶紧螺杆，13定位销，14燕尾槽，15T形夹头，16顶杆，17复位弹簧，18限位板，19螺杆，20立板，21上升降滑块，22下升降滑块，23螺钉，24弹簧，25背紧螺母，26锁紧螺杆，27导轨槽，28微调螺栓,29导轨座，30摆槽，31限位立柱。 

具体实施例方式