一種適合葉片全型面磨削的組合母線砂輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適合葉片全型面磨削的組合母線砂輪，它是一種利用多段母線組合成的復(fù)雜母線砂輪，可用于在一次安裝中實(shí)現(xiàn)葉片葉盆、葉背、前后緣、緣板等全部葉片結(jié)構(gòu)要素的磨削，避免不同砂輪帶來的接刀誤差，屬于復(fù)雜曲面加工、磨削加工和磨具技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)葉片型面特征復(fù)雜，除榫頭外，其葉身上的葉盆、葉背、進(jìn)排氣邊緣以及位于葉身一端或兩端的緣板內(nèi)側(cè)面通常屬于組合型復(fù)雜曲面，即由多片曲面片光滑組合而成。現(xiàn)有的加工方法通常將葉身部分和緣板內(nèi)側(cè)分開并采用不同的工具加工，通常情況是葉身采用環(huán)面工具加工，葉根和緣板采用球頭工具加工，這種方法帶來的問題是:1)不同部分之間存在接刀痕跡，這種痕跡難以消除；2)緣板部分采用球頭工具加工效率極低，因此有必要開發(fā)新型的刀具或磨具解決上述問題。
[0003]本發(fā)明是對葉身、進(jìn)排氣邊、緣板等特征分別設(shè)計(jì)合適的砂輪結(jié)構(gòu)，并將各部分的結(jié)構(gòu)組合起來，形成一種能夠磨削葉片上的全型面的砂輪結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]1、目的:本發(fā)明的目的是提供一種適合葉片全型面磨削的組合母線砂輪，它是一種能夠?qū)崿F(xiàn)葉片葉盆、葉背、進(jìn)排氣邊、葉根緣板等全型面磨削的具有組合母線的砂輪結(jié)構(gòu)，能用于一次安裝情況下分別完成葉片葉盆、葉背、前后緣、緣板等除榫頭外的所有表面要素的磨削。
[0005]2、技術(shù)方案:
[0006]根據(jù)葉片磨削加工特點(diǎn)，葉身部分可以采用鼓形砂輪周磨加工或環(huán)面砂輪端磨加工，葉根過渡圓弧尺寸較小，需要采用小曲率半徑的砂輪母線周磨加工；緣板通常為比較平坦的錐面，曲率半徑很大，適合采用大曲率半徑鼓形砂輪結(jié)構(gòu)，此外，緣板和葉身之間的夾角基本在90度左右變化。根據(jù)以上特點(diǎn)，葉身、葉根圓弧和緣板最好采用不同曲率半徑的砂輪母線，且葉身磨削用母線與緣板磨削用母線的夾角應(yīng)小于所磨削葉片上緣板與葉身之間的最小夾角。
[0007]根據(jù)這些原則提出一種如圖1 (a)、(b)所示的一種適合葉片全型面磨削的組合母線砂輪結(jié)構(gòu)，該砂輪由砂輪基體I和電鍍層2兩部分組成，其間關(guān)系是:電鍍層2覆蓋在砂輪基體的輪緣1-3上。
[0008]所述砂輪基體I由砂輪桿1-1、輪轂1-2和輪緣1-3三部分組成，上述三部分整體精密車削后，再磨削至所要求精度；該砂輪桿1-1是圓柱桿件；該輪轂1-2呈圓弧形狀；該輪緣1-3是由五段圓弧線段組成的母線旋轉(zhuǎn)。如圖2(a)、(b)所示，分別稱為緣板母線3、葉根圓弧母線4、大葉身母線5、小葉身母線6、進(jìn)排氣邊母線7。圖2(a)、(b)是利用該母線旋轉(zhuǎn)形成的砂輪的外形結(jié)構(gòu)，緣板母線3、葉根圓弧母線4、大葉身母線5、小葉身母線6、進(jìn)排氣邊母線(7)間的位置關(guān)系依據(jù)磨削經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定，進(jìn)排氣邊母線7位于緣板母線3上，具體位置依據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定。圖3(a)_(e)是利用該砂輪磨削葉身、根部圓角和緣板時(shí)的情況。該砂輪的特點(diǎn)是五段母線即緣板母線3、葉根圓弧母線4、大葉身母線5、小葉身母線6、進(jìn)排氣邊母線(7)的圓弧彼此相切，葉身周磨圓弧和緣板磨削圓弧之間的夾角的設(shè)計(jì)要小于緣板和葉身之間的最小夾角。
[0009]所述電鍍層2為CBN磨料電鍍至輪緣表面。所述基體上的輪緣1-3是由五段圓弧線段組成的母線旋轉(zhuǎn)。如圖2(a)分別稱為緣板母線3、葉根圓弧母線4、大葉身母線5、小葉身母線6、進(jìn)排氣邊母線7 (如圖2(b))。圖2是利用該母線旋轉(zhuǎn)形成的砂輪的外形結(jié)構(gòu)，緣板母線3、葉根圓弧母線4、大葉身母線5、小葉身母線6、進(jìn)排氣邊母線(7)間的位置關(guān)系依據(jù)磨削經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定，進(jìn)排氣邊母線7位于緣板母線3上，具體位置依據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定。圖3是利用該砂輪磨削葉身、根部圓角和緣板時(shí)的情況。該砂輪的特點(diǎn)是五段母線圓弧彼此相切，葉身周磨圓弧和緣板磨削圓弧之間的夾角的設(shè)計(jì)要小于緣板和葉身之間的最小夾角。
[0010]圖3 (a)-(e)是利用該砂輪磨削葉片不同型面的姿態(tài)。圖3 (a)為葉片結(jié)構(gòu)，圖3 (b)為葉片葉身周磨的示意圖，圖3(c)為葉身端磨的示意圖，圖3(d)為葉根圓弧磨削的示意圖，圖3(e)為緣板磨削的示意圖。顯然利用這種砂輪可以實(shí)現(xiàn)葉片的全型面的磨削加工，避免多個(gè)砂輪帶來的接刀痕跡問題。為了有效的消除接刀痕，還需要輔助采用刀具姿態(tài)漸變的編程技巧，這樣保證各部分之間實(shí)現(xiàn)無縫銜接。
[0011]優(yōu)點(diǎn)及功效:本發(fā)明一種適合葉片全型面磨削的組合母線砂輪，其優(yōu)點(diǎn)是:在一次安裝中實(shí)現(xiàn)葉片葉盆、葉背、前后緣、緣板等全部葉片結(jié)構(gòu)要素的磨削，避免使用不同砂輪磨削帶來的各結(jié)構(gòu)要素之間的接刀誤差，提高加工效率。
【附圖說明】
[0012]圖1(a)是本發(fā)明全型面組合砂輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖1 (b)是圖1 (a)的俯視圖。
[0014]圖2 (a)是全型面組合砂輪特征結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2(b)是圖2(a)的I部放大圖。
[0016]圖3(a)為葉片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3(b)為葉片葉身周磨的示意圖。
[0018]圖3(c)為葉身端磨的示意圖。
[0019]圖3(d)為葉根圓弧磨削的示意圖。
[0020]圖3 (e)為緣板磨削的示意圖。
[0021]圖中標(biāo)號說明如下:
[0022]I是砂輪基體，2是電鍍層，1-1是砂輪桿，1-2是輪轂，1-3是輪緣；3是緣板母線、4是葉根圓弧母線、5是大葉身母線、6是小葉身母線、7是進(jìn)排氣邊母線；8是電鍍區(qū)域、9是平衡槽、10是越程槽、11是砂輪桿同軸度、12是頂尖孔。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施例。
[0024]如圖1 (a)、(b)所示的一種適合葉片全型面磨削的組合母線砂輪結(jié)構(gòu)，該砂輪由砂輪基體I和電鍍層2兩部分組成，其間關(guān)系是:電鍍層2覆蓋在砂輪基體的輪緣1-3上。
[0025]如圖1(a)、(b)所示的砂輪母線結(jié)構(gòu)，一種葉片全型面組合砂輪，它由五段主要母線組成，如圖2 (a)分別稱為緣板母線3、葉根圓弧母線4、大葉身母線5、小葉身母線6、進(jìn)排氣邊母線7(如圖2(b))。該砂輪的特點(diǎn)是五段主要工作母線彼此相切，母線的兩端點(diǎn)所在的圓錐角度的設(shè)置要便于避免主軸和葉片夾具和轉(zhuǎn)臺(tái)發(fā)生碰撞。
[0026]磨削時(shí)，如圖3(b)所示，大葉身母線5加工尺寸較大葉片葉身，小葉身母線6加工小尺寸葉片葉身，進(jìn)給方向可以是橫向、縱向或螺旋方向任意一種；如圖3(d)所示，葉根圓弧母線4加工葉根圓弧，進(jìn)給方向主要是橫向、或螺旋方向，特殊情況下可以沿縱向進(jìn)給；如圖3 (e)所示，緣板母線3加工緣板，進(jìn)給方向主要是螺旋方向。圖3 (a)為葉片結(jié)構(gòu)示意圖。圖3(c)為葉身端磨的示意圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適合葉片全型面磨削的組合母線砂輪結(jié)構(gòu)，其特征在于:該砂輪由砂輪基體(I)和電鍍層⑵兩部分組成，電鍍層⑵覆蓋在砂輪基體的輪緣(1-3)上； 所述砂輪基體(I)由砂輪桿(1-1)、輪轂(1-2)和輪緣(1-3)三部分組成，上述三部分整體精密車削后，再磨削至所要求精度；該砂輪桿(1-1)是圓柱桿件；該輪轂(1-2)呈圓弧形狀；該輪緣(1-3)是由五段圓弧線段組成的母線旋轉(zhuǎn)，分別稱為緣板母線(3)、葉根圓弧母線(4)、大葉身母線(5)、小葉身母線(6)、進(jìn)排氣邊母線(7);其位置關(guān)系依據(jù)磨削經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定，進(jìn)排氣邊母線(7)位于緣板母線(3)上，具體位置依據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定；該砂輪的特點(diǎn)是五段母線即緣板母線(3)、葉根圓弧母線(4)、大葉身母線(5)、小葉身母線(6)、進(jìn)排氣邊母線(7)的圓弧彼此相切，葉身周磨圓弧和緣板磨削圓弧之間的夾角的設(shè)計(jì)要小于緣板和葉身之間的最小夾角； 所述電鍍層(2)為CBN磨料電鍍至輪緣表面，基體上的輪緣(1-3)是由五段圓弧線段組成的母線旋轉(zhuǎn)，分別稱為緣板母線(3)、葉根圓弧母線(4)、大葉身母線(5)、小葉身母線(6)、進(jìn)排氣邊母線(7)，其位置關(guān)系依據(jù)磨削經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定，進(jìn)排氣邊母線(7)位于緣板母線(3)上，具體位置依據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定。
【專利摘要】一種適合葉片全型面磨削的組合母線砂輪結(jié)構(gòu)，該砂輪由砂輪基體和電鍍層兩部分組成，電鍍層覆蓋在砂輪基體的輪緣上；所述砂輪基體由砂輪桿、輪轂和輪緣三部分組成，上述三部分整體精密車削后，再磨削至所要求精度；所述電鍍層為CBN磨料電鍍至輪緣表面，基體上的輪緣是由四段圓弧線段組成的母線旋轉(zhuǎn)，分別稱為緣板母線、葉根圓弧母線、大葉身母線、小葉身母線，具體位置依據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定。本發(fā)明是一種能夠?qū)崿F(xiàn)葉片葉盆、葉背、進(jìn)排氣邊、葉根緣板等全型面磨削的具有組合母線的砂輪結(jié)構(gòu)，能用于一次安裝情況下分別完成葉片葉盆、葉背、前后緣、緣板等除榫頭外的所有表面要素的磨削。
【IPC分類】B24D7/18
【公開號】CN104907948
【申請?zhí)枴緾N201510239081
【發(fā)明人】陳志同, 陳貴林, 張?jiān)? 劉智武, 劉秀梅
【申請人】北京航空航天大學(xué), 中航動(dòng)力股份有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月12日