CN110509152B - 涡轮叶片排气边加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涡轮叶片排气边加工方法,包括以下步骤:制备辅助基准板、上公差壁厚卡规、下公差壁厚卡规、上公差尺寸量规及下公差尺寸量规;根据叶片排气边补贴的外观尺寸选择打磨砂轮、修整打磨砂轮的打磨角及调整打磨砂轮的工作转速;采用辅助基准板相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后,采用打磨砂轮对叶片排气边的补贴进行抛磨;采用打磨风枪对排气边孔槽的壁厚进行修整,且修整过程中采用上公差壁厚卡规和下公差壁厚卡规对排气边孔槽的壁厚进行检测;根据排气边缘区的具体形状采用打磨抛光设备对排气边缘区进行相应修整;采用打磨抛光设备对排气边缘区的尺寸进行修整,且修整过程中采用上公差尺寸量规和下公差尺寸量规对排气边缘区的尺寸进行检测。

Description

涡轮叶片排气边加工方法
技术领域
本发明涉及涡轮叶片加工领域,特别地,涉及一种涡轮叶片排气边加工方法。
背景技术
航空发动机作为飞机的心脏,直接影响着飞机的性能、可靠性、经济性,是一个国家科技水平、国防实力的重要体现。随着大功重比航空发动机高效率、低油耗的发展,发动机涡轮入口温度不断提高,作为航空发动机关键热端部件的涡轮叶片的工作温度也在不断提高。目前,先进的发动机涡轮前进口温度达1650℃,受金属熔点的限制,通过改善叶片的制备材料来提高叶片的承温能力已接近极限,因此,叶片的空心气冷结构成为叶片设计制造的趋势及必然选择。
铸造空心涡轮叶片作为其高性能核心构件,其加工精度及表面完整性直接决定了整机服役性能及疲劳寿命。铸造空心涡轮叶片由于材料难加工、型面弯扭大、截面厚度变化大、形状精度与表面完整性及其一致性要求很高,制造难度极大,一直以来国内仅能依靠技能人员的高技能水平勉强维持高性能叶片的精密加工。由于铸造空心涡轮叶片结构狭窄、扭度大,目前暂无自动打磨设备应用于此类空心涡轮叶片的打磨加工。
以某空心涡轮叶片(附图一)为例具体说明,该叶片为复杂空心涡轮叶片,叶片排气边扭度大且补贴厚,叶片外形尺寸大小约为56mm×30mm×43mm(长×宽×高),在叶片狭窄的排气边区域,既要打磨去除排气边的补贴,还要保证排气边部位的壁厚以及排气边缘部的大小、形状。叶片排气边补贴厚,在打磨修整时需将补贴去除,因排气边通道较窄,打磨时难度较大,全靠操作者手工把握打磨量,边打磨边检查,效率低下,而且非常容易打磨到叶片其它部位,造成报废,报废率约为15%;叶片排气边壁厚偏厚时,靠操作者手感对偏厚部位进行打磨,极易打磨薄造成报废,报废率约为5%,而打磨过程中通过卡尺边打磨边测量壁厚,效率非常低;叶片排气边缘部大小、形状打磨困难、难度大,易造成大量的返工返修,进而严重影响交付进度。
发明内容
本发明提供了一种涡轮叶片排气边加工方法,以解决现有的涡轮叶片排气边加工时存在的打磨困难、效率低及易造成叶片报废的技术问题。
本发明采用的技术方案如下:
一种涡轮叶片排气边加工方法,包括以下步骤:S10:制备用于紧贴叶身叶盆或叶身叶背以对叶片排气边补贴的打磨终止位置进行限定的辅助基准板、根据叶片排气边处排气边孔槽壁厚的设计要求制备上公差壁厚卡规和下公差壁厚卡规、根据叶片排气边处排气边缘区尺寸的设计要求制备上公差尺寸量规和下公差尺寸量规;S20:根据叶片排气边补贴的外观尺寸相应选择打磨砂轮、修整打磨砂轮的打磨角及调整打磨砂轮的工作转速;S30:采用辅助基准板相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后,采用打磨砂轮对叶片排气边的补贴进行抛磨;S40:采用打磨风枪对排气边孔槽的壁厚进行修整,且修整过程中采用上公差壁厚卡规和下公差壁厚卡规对排气边孔槽的壁厚进行检测;S50:根据排气边缘区的具体形状采用打磨抛光设备对排气边缘区进行相应修整;S60:采用打磨抛光设备对排气边缘区的尺寸进行修整,且修整过程中采用上公差尺寸量规和下公差尺寸量规对排气边缘区的尺寸进行检测。
进一步地,步骤S20中,根据叶片排气边补贴的外观尺寸选择直径为80mm~100mm,厚度为6mm-10mm,粒度为60#~80#的白刚玉砂轮,并调整白刚玉砂轮的工作转速为6000r/min~7000r/min;步骤S20中,将白刚玉砂轮修整成圆锥角为30°~45°的圆锥台状,且圆锥角处的圆角半径小于1mm。
进一步地,进行步骤S30时,首先手持叶片沿叶片排气边的弧线从左至右使打磨砂轮对叶片排气边进行试抛磨,并观察抛磨位置是否在叶片排气边补贴需打磨部位上,如抛磨位置在叶片排气边补贴需打磨部位上,则进行叶片排气边补贴的正式抛磨;正式抛磨时,采用辅助基准板相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后,采用打磨砂轮对叶片排气边补贴进行抛磨,当叶片排气边补贴被打磨至与辅助基准板顶端基准边平齐时,则打磨结束。
进一步地,步骤S40具体包括以下步骤:采用下公差壁厚卡规对各处排气边孔槽的壁厚进行检查,如其中一处排气边孔槽能通过下公差壁厚卡规则该叶片直接报废;修整打磨风枪的磨头至圆锥形,并使磨头锥角处倒圆角的半径为1.5mm~2mm;调整打磨风枪的工作转速至8000r/min~10000r/min;采用打磨风枪均匀抛修各处排气边孔槽,并抛修过程中采用上公差壁厚卡规和下公差壁厚卡规对抛修的排气边孔槽的壁厚实时检测,当排气边孔槽能通过上公差壁厚卡规且不能通过下公差壁厚卡规时该处排气边孔槽的壁厚抛修合格。
进一步地,进行步骤S50时,首先根据排气边缘区的具体形状将不符合排气边缘区形状要求的排气边缘区进行种类划分;然后再根据排气边缘区具体种类,采用相应的打磨方法对排气边缘区的形状进行打磨直至符合设计要求。
进一步地,进行步骤S50时,将不符合排气边缘区形状要求的排气边缘区进行种类划分时,将叶型一侧打磨较多的排气边缘区划分为削边类排气边缘区、将叶型两侧均打磨较多的排气边缘区划分为尖边类排气边缘区、将叶型最小截面不在排气边缘的排气边缘区划分为缩颈类排气边缘区、将排气边缘不为圆角的排气边缘区划分为平头类排气边缘区;打磨削边类排气边缘区时,排气边缘区两侧对称打磨,并修整好排气边缘区的圆角;打磨尖边类排气边缘区时,将排气边缘区的尖端打掉,并抛修形成新圆角;打磨缩颈类排气边缘区时,从排气边缘区的缩颈处开始打磨以去掉前端凸头,并抛修形成新圆角;打磨平头类排气边缘区时,将排气边缘区平头两端倒圆形成新圆角。
进一步地,进行步骤S60时,采用打磨抛光设备对排气边缘区的尺寸进行修整,且修整过程中采用上公差尺寸量规和下公差尺寸量规对排气边缘区的尺寸进行检测,当排气边缘区能通过上公差尺寸量规且不能通过下公差尺寸量规时,排气边缘区的尺寸合格。
进一步地,完成步骤S10之后,且在进行步骤S20之前,还包括步骤:对待加工的空心涡轮叶片进行外观质量检查,检查叶片外观有无超出技术要求规定的孔洞缺陷,如有孔洞缺陷,则该叶片直接报废,如符合技术要求规定,则继续往下加工;对待加工的空心涡轮叶片排气边孔槽的壁厚进行尺寸检测,如壁厚尺寸小于排气边孔槽的最小壁厚,则该叶片直接报废,如壁厚尺寸大于排气边孔槽的最小壁厚,则继续往下加工。
进一步地,完成步骤S60之后,还包括步骤S70:目视检查叶片表面质量及排气边缘区的形状、检测排气边孔槽的壁厚及排气边缘区的尺寸是否符合设计要求,如不符合,则返回至相应步骤处重新进行处理。
进一步地,完成步骤S70之后,还包括步骤S80:采用叶型测量设备对叶片叶身及叶片排气边进行叶型尺寸测量,或采用蓝光设备对叶片进行整体轮廓扫描以对叶片叶身及叶片排气边进行叶型尺寸测量,并采用上公差壁厚卡规和下公差壁厚卡规对排气边孔槽的壁厚进行检测,以判断叶片加工尺寸是否符合叶片技术要求,如不符合则返回至相应步骤处重新进行处理。
本发明具有以下有益效果:
采用本发明的涡轮叶片排气边加工方法加工空心涡轮叶片的排气边时,通过根据叶片排气边补贴的外观尺寸相应选择打磨砂轮、修整打磨砂轮的打磨角及调整打磨砂轮的工作转速以保证叶片排气边的加工质量;通过辅助基准板对叶片排气边补贴的打磨终止位置进行限定,使得打磨过程中快速确定叶片排气边区域补贴需打磨量,避免打磨过程中凭印象加工造成的反复返工和过度打磨;通过上公差壁厚卡规和下公差壁厚卡规不仅保证排气边孔槽的壁厚尺寸,同时还可提高加工、检测效率,并避免人为测量误差,保证加工精度;通过上公差尺寸量规和下公差尺寸量规保证叶片加工后的排气边缘区尺寸大小、形状的一致性,进而保证空心涡轮叶片的导向性,提高发动机的气动性能,进而解决叶片排气边加工的技术难题,使空心涡轮叶片的报废率由原来的20%降低到2%以内;
另一方面,本发明的涡轮叶片排气边加工方法中,首先对叶片排气边上的补贴进行抛磨,然后再对各处排气边孔槽的壁厚进行修整,接着再对排气边缘区的形状进行修整,最后再对排气边缘区的尺寸大小进行修整,该种步骤顺序设计合理,避免上一步序的操作对下一步序的操作产生影响,且下一步序的操作是对上一步序操作的补充和细化,上、下步序操作相辅相成,以在最少的步序操作中最快、最好的完成叶片排气边的加工。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是待加工的涡轮叶片的空间结构示意图;
图2是打磨砂轮打磨叶片排气边补贴时的状态示意图;
图3是辅助基准板紧贴叶身叶背时的状态示意图;
图4是图3中Ⅰ处的局部放大结构示意图;
图5是叶片排气边孔槽壁厚示意图;
图6是上公差壁厚卡规主视结构示意图;
图7是下公差壁厚卡规主视结构示意图;
图8是削边类排气边缘区的结构示意图;
图9是尖边类排气边缘区的结构示意图;
图10是缩颈类排气边缘区的结构示意图;
图11是平头类排气边缘区的结构示意图;
图12是上公差尺寸量规的主视结构示意图;
图13是下公差尺寸量规的主视结构示意图。
图例说明
10、涡轮叶片;101、叶片排气边;102、排气边孔槽;103、排气边缘区;20、辅助基准板;201、基准边;21、勾合部;22、贴合部;30、上公差壁厚卡规;301、上公差卡槽;40、下公差壁厚卡规;401、下公差卡槽;50、上公差尺寸量规;501、上公差半圆槽;60、下公差尺寸量规;601、下公差半圆槽;70、打磨砂轮;80、削边类排气边缘区;90、尖边类排气边缘区;110、缩颈类排气边缘区;120、平头类排气边缘区。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1、图2、图3、图6、图7、图12和图13,本发明的优选实施例提供了一种涡轮叶片排气边加工方法,包括以下步骤:
S10:制备用于紧贴叶身叶盆或叶身叶背以对叶片排气边101补贴的打磨终止位置进行限定的辅助基准板20、根据叶片排气边101处排气边孔槽102壁厚的设计要求制备上公差壁厚卡规30和下公差壁厚卡规40、根据叶片排气边101处排气边缘区103尺寸的设计要求制备上公差尺寸量规50和下公差尺寸量规60;
S20:根据叶片排气边101补贴的外观尺寸相应选择打磨砂轮70、修整打磨砂轮70的打磨角及调整打磨砂轮70的工作转速;
S30:采用辅助基准板20相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后,采用打磨砂轮70对叶片排气边101的补贴进行抛磨;
S40:采用打磨风枪对排气边孔槽102的壁厚进行修整,且修整过程中采用上公差壁厚卡规30和下公差壁厚卡规40对排气边孔槽102的壁厚进行检测;
S50:根据排气边缘区103的具体形状采用打磨抛光设备对排气边缘区103进行相应修整;
S60:采用打磨抛光设备对排气边缘区103的尺寸进行修整,且修整过程中采用上公差尺寸量规50和下公差尺寸量规60对排气边缘区103的尺寸进行检测。
采用本发明的涡轮叶片排气边加工方法加工空心涡轮叶片的排气边时,通过根据叶片排气边101补贴的外观尺寸相应选择打磨砂轮70、修整打磨砂轮70的打磨角及调整打磨砂轮70的工作转速以保证叶片排气边的加工质量;通过辅助基准板20对叶片排气边101补贴的打磨终止位置进行限定,使得打磨过程中快速确定叶片排气边区域补贴需打磨量,避免打磨过程中凭印象加工造成的反复返工和过度打磨;通过上公差壁厚卡规30和下公差壁厚卡规40不仅保证排气边孔槽的壁厚尺寸,同时还可提高加工、检测效率,并避免人为测量误差,保证加工精度;通过上公差尺寸量规50和下公差尺寸量规60保证叶片加工后的排气边缘区尺寸大小、形状的一致性,进而保证空心涡轮叶片的导向性,提高发动机的气动性能,进而解决叶片排气边加工的技术难题,使空心涡轮叶片的报废率由原来的20%降低到2%以内;另一方面,本发明的涡轮叶片排气边加工方法中,首先对叶片排气边101上的补贴进行抛磨,然后再对各处排气边孔槽102的壁厚进行修整,接着再对排气边缘区103的形状进行修整,最后再对排气边缘区103的尺寸大小进行修整,该种步骤顺序设计合理,避免上一步序的操作对下一步序的操作产生影响,且下一步序的操作是对上一步序操作的补充和细化,上、下步序操作相辅相成,以在最少的步序操作中最快、最好的完成叶片排气边的加工。
具体地,辅助基准板20由板料弯折形成,包括用于紧勾叶片进气边的勾合部21及与勾合部相连用于紧贴叶身叶背的贴合部22,如图3所示,贴合部22顶端的自由端为用于对叶片排气边101补贴的打磨终止位置进行限定的基准边201,如图4所示。或者,辅助基准板20由板料弯折形成,包括用于紧勾叶片进气边的勾合部及与勾合部相连用于紧贴叶身叶盆的贴合部,图未示,贴合部顶端的自由端为用于对叶片排气边101补贴的打磨终止位置进行限定的基准边,图未示。
具体地,如图6和图7所示,上公差壁厚卡规30和下公差壁厚卡规40均为板状,且上公差壁厚卡规30的边缘加工有内凹的上公差卡槽301,上公差卡槽301为直槽,其槽宽为排气边孔槽102壁厚尺寸的最大值,优选地,该壁厚尺寸的最大值具有上公差为0mm,下公差为-0.02mm的公差值;同样的,下公差壁厚卡规40的边缘加工有内凹的下公差卡槽401,下公差卡槽401为直槽,其槽宽为排气边孔槽102壁厚尺寸的最小值,优选地,该壁厚尺寸的最小值具有上公差为+0.02mm,下公差为0mm的公差值。
具体地,如图12和图13所示,上公差尺寸量规50和下公差尺寸量规60均为板状,且上公差尺寸量规50的边缘加工有内凹的上公差半圆槽501,上公差半圆槽501为半圆形槽,其半径为排气边缘区圆角尺寸的最大值,优选地,该圆角尺寸的最大值具有上公差为0mm,下公差为-0.02mm的公差值;同样的,下公差尺寸量规60的边缘加工有内凹的下公差半圆槽601,下公差半圆槽601为半圆形槽,其半径为排气边缘区圆角尺寸的最小值,优选地,该圆角尺寸的最小值具有上公差为+0.02mm,下公差为0mm的公差值。
可选地,如图3所示,步骤S20中,根据叶片排气边101补贴的外观尺寸选择直径为80mm~100mm、宽度为6mm-10mm,粒度为60#~80#的白刚玉砂轮,并调整白刚玉砂轮的工作转速为6000r/min~7000r/min。具体地,由于叶片排气边薄,打磨抛光机的转速应控制在6000r/min~7000r/min;同时打磨砂轮粒度不应太粗,否则将导致打磨后的划痕深,造成后续打磨排气边缘区时去除量大,影响叶片尺寸。步骤S20中,将白刚玉砂轮修整成圆锥角为30°~45°的圆锥台状,且圆锥角处的圆角半径小于1mm,避免与叶身两端的上缘板和下缘板干涉,也便于目视观察打磨砂轮接触叶片排气边情况,并避免打磨砂轮磕碰到叶片基体。
可选地,如图3和图4所示,进行步骤S30时,首先手持叶片沿叶片排气边101的弧线从左至右使打磨砂轮70对叶片排气边101进行试抛磨,并观察抛磨位置是否在叶片排气边101补贴需打磨部位上,如抛磨位置在叶片排气边101补贴需打磨部位上,则进行叶片排气边101补贴的正式抛磨。正式抛磨时,采用辅助基准板20相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后,采用打磨砂轮70对叶片排气边101补贴进行抛磨,当叶片排气边101补贴被打磨至与辅助基准板20顶端基准边201平齐时,则打磨结束。通过辅助基准板20对叶片排气边101补贴的打磨终止位置进行限定,使得打磨过程中快速确定叶片排气边区域补贴需打磨量,避免打磨过程中凭印象加工造成的反复返工和过度打磨。
可选地,如图5-7所示,步骤S40具体包括以下步骤:
采用下公差壁厚卡规40对各处排气边孔槽102的壁厚进行检查,如其中一处排气边孔槽102能通过下公差壁厚卡规40则该叶片直接报废,即如果有一处排气边孔槽102偏薄则叶片直接报废,只对孔槽壁厚偏厚的排气边孔槽进行打磨;
修整打磨风枪的磨头至圆锥形,并使磨头锥角处倒圆角的半径为1.5mm~2mm,保证磨头既有切削能力,又方便接触排气边孔槽需打磨部位,同时避免与排气边孔槽两侧排气边基体产生干涉;
调整打磨风枪的工作转速至8000r/min~10000r/min;
采用打磨风枪均匀抛修各处排气边孔槽102,并抛修过程中采用上公差壁厚卡规30和下公差壁厚卡规40对抛修的排气边孔槽102的壁厚实时检测,当排气边孔槽102能通过上公差壁厚卡规30且不能通过下公差壁厚卡规40时该处排气边孔槽102的壁厚抛修合格。优选地,打磨排气边孔槽102的过程中注意均匀抛修,保证打磨的叶片排气边孔槽区域厚度均匀、光滑过渡,以提高叶片排气边加工质量。
可选地,如图8-11所示,叶片质量直接关系到航空发动机的安全和使用寿命,而叶型排气边缘区的形状对叶片性能有重要影响,故而进行步骤S50时,首先根据排气边缘区103的具体形状将不符合排气边缘区103形状要求的排气边缘区103进行种类划分;然后再根据排气边缘区103具体种类,采用相应的打磨方法对排气边缘区103的形状进行打磨直至符合设计要求。
具体地,进行步骤S50时,将不符合排气边缘区103形状要求的排气边缘区103进行种类划分时,将叶型一侧打磨较多的排气边缘区103划分为削边类排气边缘区80(如图8所示)、将叶型两侧均打磨较多的排气边缘区103划分为尖边类排气边缘区90(如图9所示)、将叶型最小截面不在排气边缘的排气边缘区103划分为缩颈类排气边缘区110(如图10所示)、将排气边缘不为圆角的排气边缘区103划分为平头类排气边缘区120(如图11所示);
具体地,打磨削边类排气边缘区80时,排气边缘区103两侧对称打磨,并修整好排气边缘区103的圆角。打磨尖边类排气边缘区90时,将排气边缘区103的尖端打掉,并抛修形成新圆角。打磨缩颈类排气边缘区110时,从排气边缘区103的缩颈处开始打磨以去掉前端凸头,并抛修形成新圆角。打磨平头类排气边缘区120时,将排气边缘区103平头两端倒圆形成新圆角。
可选地,如图12和图13所示,进行步骤S60时,采用打磨抛光设备对排气边缘区103的尺寸进行修整,且修整过程中采用上公差尺寸量规50和下公差尺寸量规60对排气边缘区103的尺寸进行检测,当排气边缘区103能通过上公差尺寸量规50且不能通过下公差尺寸量规60时,排气边缘区103的尺寸合格。
可选地,完成步骤S10之后,且在进行步骤S20之前,还包括步骤:
对待加工的空心涡轮叶片进行外观质量检查,检查叶片外观有无超出技术要求规定的孔洞缺陷,如有孔洞缺陷,则该叶片直接报废,如符合技术要求规定,则继续往下加工。对待加工的空心涡轮叶片排气边孔槽102的壁厚进行尺寸检测,如壁厚尺寸小于排气边孔槽102的最小壁厚,则该叶片直接报废,如壁厚尺寸大于排气边孔槽102的最小壁厚,则继续往下加工。
可选地,完成步骤S60之后,还包括步骤S70:
目视检查叶片表面质量及排气边缘区103的形状、检测排气边孔槽102的壁厚及排气边缘区103的尺寸是否符合设计要求,如不符合,则返回至相应步骤处重新进行处理。
可选地,完成步骤S70之后,还包括步骤S80:
采用叶型测量设备对叶片叶身及叶片排气边101进行叶型尺寸测量,或采用蓝光设备对叶片进行整体轮廓扫描以对叶片叶身及叶片排气边101进行叶型尺寸测量,并采用上公差壁厚卡规30和下公差壁厚卡规40对排气边孔槽102的壁厚进行检测,以判断叶片加工尺寸是否符合叶片技术要求,如不符合则返回至相应步骤处重新进行处理。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涡轮叶片排气边加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S10:制备用于紧贴叶身叶盆或叶身叶背以对叶片排气边(101)补贴的打磨终止位置进行限定的辅助基准板(20)、根据叶片排气边(101)处排气边孔槽(102)壁厚的设计要求制备上公差壁厚卡规(30)和下公差壁厚卡规(40)、根据叶片排气边(101)处排气边缘区(103)尺寸的设计要求制备上公差尺寸量规(50)和下公差尺寸量规(60);
S20:根据叶片排气边(101)补贴的外观尺寸相应选择打磨砂轮(70)、修整打磨砂轮(70)的打磨角及调整打磨砂轮(70)的工作转速;
S30:采用辅助基准板(20)相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后,采用打磨砂轮(70)对叶片排气边(101)的补贴进行抛磨;
S40:采用打磨风枪对排气边孔槽(102)的壁厚进行修整,且修整过程中采用上公差壁厚卡规(30)和下公差壁厚卡规(40)对排气边孔槽(102)的壁厚进行检测;
S50:根据排气边缘区(103)的具体形状采用打磨抛光设备对排气边缘区(103)进行相应修整;
S60:采用打磨抛光设备对排气边缘区(103)的尺寸进行修整,且修整过程中采用上公差尺寸量规(50)和下公差尺寸量规(60)对排气边缘区(103)的尺寸进行检测。
2.根据权利要求1所述的涡轮叶片排气边加工方法,其特征在于,
所述步骤S20中,根据叶片排气边(101)补贴的外观尺寸选择直径为80mm~100mm、厚度为6mm-10mm,粒度为60#~80#的白刚玉砂轮,并调整白刚玉砂轮的工作转速为6000r/min~7000r/min;
所述步骤S20中,将白刚玉砂轮修整成圆锥角为30°~45°的圆锥台状,且圆锥角处的圆角半径小于1mm。
3.根据权利要求1所述的涡轮叶片排气边加工方法,其特征在于,
进行所述步骤S30时,首先手持叶片沿叶片排气边(101)的弧线从左至右使打磨砂轮(70)对叶片排气边(101)进行试抛磨,并观察抛磨位置是否在叶片排气边(101)补贴的需打磨部位上,如抛磨位置在叶片排气边(101)补贴需打磨部位上,则进行叶片排气边(101)补贴的正式抛磨;
正式抛磨时,采用辅助基准板(20)相应贴紧叶身叶盆或叶身叶背后,采用打磨砂轮(70)对叶片排气边(101)补贴进行抛磨,当叶片排气边(101)补贴被打磨至与辅助基准板(20)顶端基准边(201)平齐时,则打磨结束。
4.根据权利要求1所述的涡轮叶片排气边加工方法,其特征在于,所述步骤S40具体包括以下步骤:
采用下公差壁厚卡规(40)对各处排气边孔槽(102)的壁厚进行检查,如其中一处排气边孔槽(102)能通过下公差壁厚卡规(40)则该叶片直接报废;
修整打磨风枪的磨头至圆锥形,并使磨头锥角处倒圆角的半径为1.5mm~2mm;
调整打磨风枪的工作转速至8000r/min~10000r/min;
采用打磨风枪均匀抛修各处排气边孔槽(102),并抛修过程中采用上公差壁厚卡规(30)和下公差壁厚卡规(40)对抛修的排气边孔槽(102)的壁厚实时检测,当排气边孔槽(102)能通过上公差壁厚卡规(30)且不能通过下公差壁厚卡规(40)时该处排气边孔槽(102)的壁厚抛修合格。
5.根据权利要求1所述的涡轮叶片排气边加工方法,其特征在于,
进行所述步骤S50时,首先根据排气边缘区(103)的具体形状将不符合排气边缘区(103)形状要求的排气边缘区(103)进行种类划分;
然后再根据排气边缘区(103)具体所述种类,采用相应的打磨方法对排气边缘区(103)的形状进行打磨直至符合设计要求。
6.根据权利要求5所述的涡轮叶片排气边加工方法,其特征在于,
进行所述步骤S50时,将不符合排气边缘区(103)形状要求的排气边缘区(103)进行种类划分时,将叶型一侧打磨较多的排气边缘区(103)划分为削边类排气边缘区(80)、将叶型两侧均打磨较多的排气边缘区(103)划分为尖边类排气边缘区(90)、将叶型最小截面不在排气边缘的排气边缘区(103)划分为缩颈类排气边缘区(110)、将排气边缘不为圆角的排气边缘区(103)划分为平头类排气边缘区(120);
打磨削边类排气边缘区(80)时,排气边缘区(103)两侧对称打磨,并修整好排气边缘区(103)的圆角;
打磨尖边类排气边缘区(90)时,将排气边缘区(103)的尖端打掉,并抛修形成新圆角;
打磨缩颈类排气边缘区(110)时,从排气边缘区(103)的缩颈处开始打磨以去掉前端凸头,并抛修形成新圆角;
打磨平头类排气边缘区(120)时,将排气边缘区(103)平头两端倒圆形成新圆角。
7.根据权利要求1所述的涡轮叶片排气边加工方法,其特征在于,
进行所述步骤S60时,采用打磨抛光设备对排气边缘区(103)的尺寸进行修整,且修整过程中采用上公差尺寸量规(50)和下公差尺寸量规(60)对排气边缘区(103)的尺寸进行检测,当排气边缘区(103)能通过上公差尺寸量规(50)且不能通过下公差尺寸量规(60)时,排气边缘区(103)的尺寸合格。
8.根据权利要求1所述的涡轮叶片排气边加工方法,其特征在于,完成所述步骤S10之后,且在进行所述步骤S20之前,还包括步骤:
对待加工的空心涡轮叶片进行外观质量检查,检查叶片外观有无超出技术要求规定的孔洞缺陷,如有孔洞缺陷,则该叶片直接报废;如符合技术要求规定,则继续往下加工;
对待加工的空心涡轮叶片排气边孔槽(102)的壁厚进行尺寸检测,如壁厚尺寸小于排气边孔槽(102)的最小壁厚,则该叶片直接报废,如壁厚尺寸大于排气边孔槽(102)的最小壁厚,则继续往下加工。
9.根据权利要求1所述的涡轮叶片排气边加工方法,其特征在于,完成所述步骤S60之后,还包括步骤S70:
目视检查叶片表面质量及排气边缘区(103)的形状、检测排气边孔槽(102)的壁厚及排气边缘区(103)的尺寸是否符合设计要求,如不符合,则返回至相应步骤处重新进行处理。
10.根据权利要求9所述的涡轮叶片排气边加工方法,其特征在于,完成所述步骤S70之后,还包括步骤S80:
采用叶型测量设备对叶片叶身及叶片排气边(101)进行叶型尺寸测量,或采用蓝光设备对叶片进行整体轮廓扫描以对叶片叶身及叶片排气边(101)进行叶型尺寸测量,并采用上公差壁厚卡规(30)和下公差壁厚卡规(40)对排气边孔槽(102)的壁厚进行检测,以判断叶片加工尺寸是否符合叶片技术要求,如不符合则返回至相应步骤处重新进行处理。
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