[发明专利]一种改善外表面粗糙度的整体叶盘柔性磨抛加工工艺

说明书

本发明属于整体叶盘领域，尤其是一种改善外表面粗糙度的整体叶盘柔性磨抛加工工艺，针对现有的柔性磨抛所产生的接刀纹理不仅引起粗糙度增大且导致很高的表面应力集中，直接成为疲劳源，是导致疲劳失效裂纹的重要原因之一的问题，现提出如下方案，其包括以下步骤：针对柔性磨抛产生接刀纹理的原因，通过理论计算与仿真分析对柔性磨具外形进行优化，使磨具更加适合整体叶盘/叶片类复杂自由曲面的磨抛加工，本发明中，对柔性磨具外形进行优化，对走刀路线与刀具角度进行优化，针对优化后的刀具外形与走刀轨迹建立参数耦合预测模型，在保证磨抛表面粗糙度的同时，避免接刀纹理的产生。

技术领域

本发明涉及整体叶盘技术领域，尤其涉及一种改善外表面粗糙度的整体叶盘柔性磨抛加工工艺。

背景技术

整体叶盘是为了满足高性能航空发动机而设计的新型结构件，其将发动机转子叶片和轮盘形成一体，省去了传统连接中的榫头、榫槽及锁紧装置等，减少结构重量及零件数量，避免榫头气流损失，提高气动效率，使发动机结构大为简化，现已在各国军用和民用航空发动机上得到广泛应用。

整体叶盘为航空发动机的核心部件，其加工表面质量，直接影响着航空发动机的性能及可靠性。柔性磨抛所产生的接刀纹理不仅引起粗糙度增大且导致很高的表面应力集中，直接成为疲劳源，是导致疲劳失效裂纹的重要原因之一，所以我们提出一种改善外表面粗糙度的整体叶盘柔性磨抛加工工艺，用以解决上述所提到的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种改善外表面粗糙度的整体叶盘柔性磨抛加工工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种改善外表面粗糙度的整体叶盘柔性磨抛加工工艺，包括以下步骤：

S1、对整体叶盘柔性磨抛进行分析：为避免针对柔性磨抛产生接刀纹理，通过理论计算与仿真分析对柔性磨具外形进行优化，使磨具更加适合整体叶盘/叶片类复杂自由曲面的磨抛加工，通过计算与仿真分析，研究磨抛导致叶盘变形情况，进而对走刀路线与刀具角度进行优化，使实际磨抛路线及刀具角度与加工过程中整体叶盘、叶片类构件外形相贴合，并针对优化后的刀具外形与走刀轨迹建立参数耦合预测模型，在保证磨抛表面粗糙度的同时，避免接刀纹理的产生；

S2、利用固定机构将整体叶盘固定，转动整体叶盘，判断整体叶盘是否固定完全，若未固定完全，则重新固定，并返回步骤S2，若固定完全，不会脱落，则准备磨抛过程；

S3、将磨抛机构移动至未磨抛的叶片之间，通过磨抛机构上的距离传感器检测磨抛机构的磨头与叶片间的距离；

S4、判断距离是否达到标准，若没有达到5mm-10mm的标准，则适当调整磨头与叶片间的距离，并返回S3，若达到5mm-10mm的标准，则转至S5；

S5、磨抛机构对位于上方的叶片底部进行磨抛，磨抛完成后，再对位于下方的叶片顶部进行磨抛；

S6、判断所有叶片是否磨抛完全，若未磨抛完全，则将整体叶盘转动一定角度，并返回S3，若磨抛完全，则对整体叶盘的剩余部位进行磨抛，全部磨抛完成后，等待检测；

S7、将检测机构移动至未检测的叶片之间，对叶片进行近距离检测；

S8、判断叶片磨抛情况是否合格，若不合格，则利用辅助磨抛机构进行小范围的磨抛，可以针对不合格的叶片进行定点磨抛，针对性强，精度高，避免合格的叶片部位被过度磨抛，并返回S7，若合格，则转至S9；

S9、判断所有叶片是否检测完全，若未检测完全，则返回S7，若检测完全，则结束检测，将合格的整体叶盘取下，完成磨抛过程。

优选地，所述步骤S6中整体叶盘的转动角度依据整体叶盘的齿数决定。

优选地，所述步骤S3中的距离传感器设置在磨抛机构上。