航空发动机叶片叶缘随形磨抛刀路规划

作者：赵欢^*; 姜宗民; 丁汉

来源：航空学报, 2021, 42(10): 256-266.

• 航空发动机
• 叶片叶缘
• 随形磨抛
• 刀路规划
• 砂带包络

航空发动机叶片是整机核心零件,其制造量占到30%以上。叶片叶缘具有大弯扭复杂曲面、薄壁圆角半径微小渐变、精度要求苛刻等特征,末端工序磨抛的精度和品质直接决定整机的性能与寿命。人工仍然是叶片叶缘磨抛的主要手段,然而粉尘危害健康、经验依赖性强、零件一致性差等不足决定了自动化磨抛是必然趋势。叶片叶缘自动化磨抛多采用砂轮横磨或纵磨的刀路规划方式,存在刀路不连续且分行密集、力控制困难等不足,易造成叶缘局部过切,难以保证圆角轮廓创成。为此,建立了砂带包络叶缘的螺旋进给力控磨抛工艺,提出了面族与复杂曲面高阶切触的随形磨抛路径规划方法,实现了叶片叶缘的宽行高效磨抛。首先对叶缘区域进行横磨刀路规划,然后依照圆弧拟合曲线原理进行高阶切触式包络段再规划,最后进行横纵混合磨抛路径规划实现螺旋式连续进给。针对航空发动机叶片开展仿真和实验验证,结果表明所提出的方法相比于传统的横磨或纵磨方法,可将刀触点减少78.8%,轮廓精度由-0.06～+0.07mm提高到-0.015～+0.05mm,表面粗糙度由Ra>3.2μm提高到0.175μm,并且有效保证了叶缘轮廓形状,避免了过切现象。

• 单位
  华中科技大学; 数字制造装备与技术国家重点实验室