一种整体叶轮叶片适应性铣削方法

摘要

本发明公开一种整体叶轮叶片适应性铣削方法，其特征在于步骤如下：1)检测数据处理、2)超差区域的确定、3)数控加工程序的快速生成、4)控制变形的措施。本发明的优点是：利用整体叶盘适应性铣削技术，对叶盘加工精度稳定性控制、数模修正的反求、叶片局部超差修复及损伤修复具有重要的意义，提高了整体叶盘的加工质量和产品的一次交付合格率。

权利要求

1.一种整体叶轮叶片适应性铣削方法，其特征在于步骤如下：

1)检测数据处理

各种测量方法测量出的数据由于存在坏点，需要将坏点剔除，具体做法是：采集叶身型面的三坐标检测数据，将所述数据转换成dat文件，用UG中的dat文件建立截面检测数据曲线，对曲线上的坏点进行编辑处理，使曲线光滑；

2)超差区域的确定

通过比较截面检测数据曲线和理论截面曲线及其公差带来确定叶身型面超差区域；

以截面弦长为单位1，比较超差部位在截面上起点与终点所在位置的弦长与总弦长的比值，确定超差部位在叶片宽度上的位置；以叶片总长度为单位1，比较超差部位在叶片长度方向上的起点与终点所在位置的长度与叶片总长度的比值，确定超差部位在叶片长度方向上的位置；从而确定超差部位在整个叶片上的具体位置；

3)数控加工程序的快速生成

在MAX-PAC中，利用MAX-PAC中软件的分区功能，分别在叶片长与宽的方向上输入前一步骤所确定的超差区域与余量值，生成GLS文件，导入UG中生成刀轨文件，经后置处理后生成加工程序；

4)控制变形的措施

加工时选用了热涨刀柄，并针对加工区域采用仿真软件计算出最小刀长，根据不同叶片刚性采用配比不同的石蜡填充剂填充或采用发泡剂增强叶片刚性。

说明书

一种整体叶轮叶片适应性铣削方法

技术领域

[0001] 本发明涉及机械加工领域，具体说是一种叶片的铣削方法。

背景技术

[0002] 整体叶盘是高推比航空发动机的关键部件，在航空发动机结构设计中，发动机的转子的叶片与叶盘合为一体，省去传统连接用的榫头、榫槽和锁紧装置，这种结构消除了气流在榫根与榫槽间隙流动所带来的损失，同时减轻了发动机重量与零件数量，使发动机的结构大为简化；国外最新研制的多级压气机已经开始采用全整体叶盘转子结构。

[0003] 整体叶身型面复杂，尺寸公差与形位公差要求非常严格，加工时尤其是叶身型面轮廓度经常发生超差现象，给产品的交付带来较大的影响；适应性铣削是利用各种测量结果，针对超差区域进行修复的一种技术，在一定程度上解决轮廓度超差问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种切实可行的针对超差区域进行修复的数控加工方法，具体技术方案如下：

[0005] 一种整体叶轮叶片适应性铣削方法，步骤如下：

[0006] 1)检测数据处理

[0007] 各种测量方法测量出的数据由于存在坏点，需要将坏点剔除，具体做法是：采集叶身型面的三坐标检测数据，将所述数据转换成dat文件，用UG中的dat文件建立截面检测数据曲线，对曲线上的坏点进行编辑处理，使曲线光滑；

[0008] 2)超差区域的确定

[0009] 通过比较截面检测数据曲线和理论截面曲线及其公差带来确定叶身型面超差区域；

[0010] 以截面弦长为单位1，比较超差部位在截面上起点与终点所在位置的弦长与总弦长的比值，确定超差部位在叶片宽度上的位置；以叶片总长度为单位1，比较超差部位在叶片长度方向上的起点与终点所在位置的长度与叶片总长度的比值，确定超差部位在叶片长度方向上的位置；从而确定超差部位在整个叶片上的具体位置；

[0011] 3)数控加工程序的快速生成

[0012] 在MAX-PAC中，利用MAX-PAC中软件的分区功能，分别在叶片长与宽的方向上输入前一步骤所确定的超差区域与余量值，生成GLS文件，导入UG中生成刀轨文件，经后置处理后生成加工程序；

[0013] 4)控制变形的措施

[0014] 加工时选用了热涨刀柄，并针对加工区域采用仿真软件计算出最小刀长，根据不同叶片刚性采用配比不同的石蜡填充剂填充或采用发泡剂增强叶片刚性。

[0015] 本发明的优点是：利用整体叶盘适应性铣削技术，对叶盘加工精度稳定性控制、数模修正的反求、叶片局部超差修复及损伤修复具有重要的意义，提高了整体叶盘的加工质量和产品的一次交付合格率。

附图说明

[0016] 图1为UG中用dat文件建立的截面数据曲线；

[0017] 图2为曲线上的坏点示意图；

[0018] 图3为编辑处理后的曲线示意图；

[0019] 图4为通过比较截面检测数据曲线和理论截面曲线及其公差带来确定叶身型面超差区域确定的叶身型面超差区域图；

[0020] 图5为合格区域图；

[0021] 图6为超差区域图；图6中，1为理论线、2为检测线、3为公差线，4为超差区域；

[0022] 图7为在MAX-PAC操作界面截图；

[0023] 图8为在MAX-PAC操作界面截图；

[0024] 图9为加工轨迹界面截图；

[0025] 图10为加工轨迹界面截图；

[0026] 图11为加工轨迹界面截图。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图具体说明本发明，如图1-11所示，叶身型面的三坐标检测数据如下：

[0028]

[0029] 将其转换成dat文件格式如下：

[0030]

[0031] 在UG中用dat文件建立截面检测数据曲线如图1所示，

[0032] 对曲面坏点(图2中的画圈部分)进行编辑处理，使曲线基本光滑，如图3所示；

[0033] 通过比较截面检测数据曲线和理论截面曲线及其公差带来确定叶身型面超差区域确定的叶身型面超差区域见图4；

[0034] 比较光顺后检测曲线，确定超差区域，如图5所示为合格区域，图6右侧为超差区域；

[0035] 以截面弦长为单位1，比较超差部位在截面上起点与终点所在位置的弦长与总弦长的比值，确定超差部位在叶片宽度上的位置；以叶片总长度为单位1，比较超差部位在叶片长度方向上的起点与终点所在位置的长度与叶片总长度的比值，确定超差部位在叶片长度方向上的位置；从而确定超差部位在整个叶片上的具体位置；

[0036] 在MAX-PAC中，利用MAX-PAC中软件的分区功能，分别在叶片长与宽的方向上输入前一步骤所确定的超差区域与余量值见图7和图8，生成GLS文件，导入UG中生成刀轨文件，经后置处理后生成加工程序轨迹图见图9至图11。

[0037] 控制变形的措施

[0038] 由于叶片较薄且为长悬臂结构，同时，由于受到狭窄通道的限制，刀具直径小且刀杆长，刀具长径比达到14，刀具刚性明显不足，因此，叶片受到切削力后会产生振颤并出现严重“让刀”现象，这种刀具及叶片的耦合振颤严重影响叶片的表面加工质量，使叶片表面产生鱼鳞状缺陷，导致叶尖段多次加工表面质量仍然不能满足设计图纸粗糙度值的要求。

[0039] 为了解决刀具刚性问题，加工时选用了热涨刀柄，并针对加工区域采用仿真软件计算出最小刀长，尽量将让刀长减至最小。

[0040] 同时为了减小零件变形，根据不同叶片刚性采用配比不同的石蜡填充剂填充或采用发泡剂增强叶片刚性。