[发明专利]一种磨削装置的磨削参数获得方法及航空发动机叶片

说明书

一种磨削装置的磨削参数获得方法及航空发动机叶片，该磨削装置用于对航空发动机叶片进排气边进行磨削，包括六轴机器人和纤维磨轮机构，所述纤维磨轮机构中设有具有弹性的纤维磨轮，该获得方法包括：分析影响叶片进排气边圆角磨削精度的四个磨削参数；通过六轴机器人抓取叶片压入纤维磨轮处进行磨削试验，以逐个验证磨削参数对磨削后的圆角Rt的影响；通过有限次试验确立磨削参数与磨削后的圆角Rt之间的关系。本发明通过磨削试验来验证预选磨削参数与磨削后的圆角Rt之间的关系，采用该方法获得的磨削参数制得的航空发动机叶片，可以在机器人运动轨迹精度为0.1mm数量级的情况下，实现磨削后的圆角Rt的磨削精度在0.01mm之内。

技术领域

本发明涉及曲面构件加工制造技术领域，特别是涉及一种磨削装置的磨削参数获得方法及航空发动机叶片。

背景技术

航空发动机叶片由于型面复杂，加工工艺要求高，对加工设备及工艺的技术要求也越来越高。随着计算机数字控制技术和磨削技术的迅速发展，叶片型面的磨削加工从手工磨削、液压仿形磨削到多坐标数控磨削加工的发展。

在叶片型面精锻后，叶片的进排气边需要各铣一刀去掉飞边以保证叶片的弦长，之后，进排气边的圆角需要磨削才能形成，进排气边的圆角质量要求很高，它对发动机的气动效率有很大的影响。

随着机器人技术的日益成熟，国外已经研制出了智能磨削装置，利用关节机器人实现多轴联动的方式来磨削叶片进排气边。但是国外在磨削工艺及软件控制方面对国内进行了严格的限制，使得国内难以获得该项较先进的工艺，导致现在国内基本上采用手工砂带磨的方式来磨削叶片进排气边。采用手工磨削方式与工人的技能有很大关系，产品的精度无法保证，成批产品的质量一致性差，且工作环境恶劣，对工人自身健康不利。

发明内容

本发明实施例提供了一种磨削装置的磨削参数获得方法及航空发动机叶片，通过磨削试验验证来预选磨削参数与磨削后的圆角Rt之间的关系，以便于磨削装置代替手工方式进行磨削加工，以达到较高的磨削精度。

第一方面，本发明的实施例提出了一种磨削装置的磨削参数获得方法，该磨削装置用于对航空发动机叶片进排气边进行磨削，包括六轴机器人和纤维磨轮机构，所述纤维磨轮机构设有具有弹性的纤维磨轮，该获得方法包括：

分析影响叶片进排气边圆角磨削精度的多个磨削参数，并确定了叶片与磨轮的夹角Bt，磨削线速度Vt，叶片压入纤维磨轮的压力Zt，磨削进给速度Ft这四个参数与圆角磨削的精度有关；

通过六轴机器人抓取叶片压入纤维磨轮处进行磨削试验，以逐个验证上述四个磨削参数对磨削后的圆角Rt的影响；

通过有限次试验确立上述四个预选磨削参数与磨削后的圆角Rt之间的关系，以及上述四个磨削参数的选择及确定。

进一步地，当其它参数不变时，所述叶片与磨轮的夹角Bt为定值，根据叶片进排气边圆角Rt的变化而改变。

进一步地，所述叶片与磨轮的夹角Bt通过改变所述六轴机器人的轨迹来实现。

进一步地，当其它参数不变时，所述磨削线速度Vt为定值，根据叶片进排气边圆角Rt的变化而改变。

进一步地，所述磨削线速度Vt＝(3.14D*n)/60，其中D为纤维磨轮的直径，n为纤维磨轮的转速。

进一步地，当其它参数不变时，所述叶片压入纤维磨轮的压力Zt与叶片在纤维磨轮上的压入深度Ht成正比。

进一步地，所述叶片压入纤维磨轮的压力Zt对磨削后的圆角Rt的磨削精度影响最大，即叶片在纤维磨轮上的压入深度Ht对磨削后的圆角Rt的磨削精度影响最大。

进一步地，当其它参数不变时，所述磨削进给速度Ft与磨削时间成反比。