CN113246030A - 一种整体叶盘的叶片喷丸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种整体叶盘的叶片喷丸方法，包括以下步骤：事先对喷丸叶片3D造型进行加工方法开发过程、将叶片进行喷丸前的初步处理、丸粒检验，确认丸粒尺寸、形状符合标准要求、实验确定的参数调试设备、在试片上验证喷丸强度符合图纸要求、通过喷枪对叶片喷丸区域进行喷丸和喷丸后的叶片进行处理。本发明有益效果是：在叶片两侧按照有规律且均匀排布的路径，在叶片两侧同时进行喷丸，保证叶片不同区域有均匀的喷丸强度和覆盖率，同时对叶片表面两侧对应位置进行喷丸，平衡喷丸加工时叶片两侧的丸粒流和气流压力，降低由于喷丸过程导致的产品变形。

Description

一种整体叶盘的叶片喷丸方法
技术领域
本发明涉及整体叶盘喷丸领域，特别涉及一种整体叶盘的叶片喷丸方法。
背景技术
整体叶盘是典型的航空结构零件，整体叶盘周向上加工有叶片。叶片需要进行喷丸表面强化处理，在工件表面形成一层压应力层，以提高整体叶盘在运行时的抗疲劳能力。以往常用方法是使用直喷枪，直接将丸粒喷射到单侧叶片上，通过喷丸设备对工件和直喷枪的运动，实现对叶片表面的完全喷丸覆盖。
但上述方法存在以下问题：1整体叶盘的叶片部分区域会受到其它叶片的遮挡，喷丸丸粒流无法直接到达，而必须借由丸粒在其它叶片区域经过弹射后到达，这部分区域的喷丸强度相比直接喷丸的区域会略低；为了保证上述被遮挡区域的喷丸覆盖率，用于弹射丸粒的区域相比正常区域会拥有更高的覆盖率。以上问题都会导致叶片表面压应力分布不均匀，存在部分薄弱区域可能无法满足图纸设计要求；2基于以上原因导致的零件叶片表面不均匀的强度和覆盖率，以及在喷丸过程中，由于单方向喷丸丸粒流和气流在工件表面造成单向外加应力，会对整体叶盘的叶片造成较大的尺寸变形。而整体叶盘是十分精密的航空零件，尺寸精度要求很高，这种常规加工方式会对产品质量造成影响。
发明内容
针对现有整体叶盘的叶片喷丸方法，喷丸强度和覆盖率分布不均匀，和存在较大尺寸变形的技术问题，本发明提供了一种整体叶盘的叶片喷丸方法，其能确保喷丸强度和覆盖率的均匀性，并且大幅降低由于喷丸过程导致的产品变形。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种整体叶盘的叶片喷丸方法，包括以下步骤：
S1、事先对喷丸叶片3D造型进行加工方法开发过程，通过计算机对叶片3D造型进行模拟喷丸，并生成相关的喷丸数据和参数；
S2、将叶片进行喷丸前的初步处理，将零件喷丸前检验，确认无污染、锈迹、毛刺、尖锐边角；
S3、丸粒检验，确认丸粒尺寸、形状符合标准要求；
S4、实验确定的参数调试设备，按照S1中加工方法开发过程中，通过加工方法开发过程中生成的相关数据来调试喷丸机和喷枪的数据参数；
S5、在试片上验证喷丸强度符合图纸要求，对试验叶片上进行验证喷丸，根据试验数据与图纸要求做比对；
S6、通过喷枪对叶片喷丸区域进行喷丸，使用工装和遮蔽材料保护零件，使得喷枪对着需要喷丸的地方进行喷丸；
S7、喷丸后的叶片进行处理，将整体叶盘卸载，撤除工装，去除遮蔽材料，检验喷丸区域覆盖率。
优选的，所述S1中加工方法开发过程的工艺开发包括以下步骤：
S101分解叶片3D造型，将其分解为均匀分布的截面线，以及每条截面线上的连续排布的位置点；
S102计算使用机器人将喷枪开口，按顺序依次对S101中位置点，所需要的机器人坐标、姿态，编制成机器人运动程序；
S103调节喷枪压力和丸粒流量等喷丸参数，实现并验证符合零件图纸的喷丸强度和覆盖率要求。
优选的，所述S6中喷枪对叶片的喷丸方式为：
特征A喷枪使用侧面开口，使喷枪能够进入叶片之间，喷丸时叶片不会相互遮挡，喷枪能直接将丸粒喷射到叶片所有表面，保证叶片不同区域的喷丸强度；
特征B喷枪贴合叶片表面曲面角度运动，匀速等间距运动，保证叶片不同区域有均匀的喷丸覆盖率；
特征C同时使用两支喷枪，从同一叶片的两侧同时进行喷丸，以平衡喷丸加工时叶片两侧的丸粒流和气流压力，降低由于喷丸过程导致的产品变形。
优选的，所述S1与S4中的喷丸数据和参数相同。
优选的，所述S6中通过工装和遮蔽材料保护零件，仅露出需要进行喷丸和允许进行喷丸的区域，本方法中该区域为叶片区域。
优选的，所述S7中检验喷丸区域覆盖率后根据覆盖率调整喷枪喷丸的参数。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：在加工过程中，使用机器人手臂，带动侧面开口的喷枪，在叶片两侧按照有规律且均匀排布的路径，在叶片两侧同时进行喷丸，保证叶片不同区域有均匀的喷丸强度和覆盖率，同时对叶片表面两侧对应位置进行喷丸，平衡喷丸加工时叶片两侧的丸粒流和气流压力，降低由于喷丸过程导致的产品变形。
附图说明
图1为整体叶盘示意图；
图2为喷枪示意图；
图3为加工过程中整体叶盘与喷枪示意图；
图4为叶片3D造型分解截面线和位置点示意图；
图5为叶片喷丸方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1-5所示的一种整体叶盘的叶片喷丸方法，包括以下步骤：
S1、事先对喷丸叶片3D造型进行加工方法开发过程，通过计算机对叶片3D造型进行模拟喷丸，并生成相关的喷丸数据和参数；
S2、将叶片进行喷丸前的初步处理，将零件喷丸前检验，确认无污染、锈迹、毛刺、尖锐边角；
S3、丸粒检验，确认丸粒尺寸、形状符合标准要求；
S4、实验确定的参数调试设备，按照S1中加工方法开发过程中，通过加工方法开发过程中生成的相关数据来调试喷丸机和喷枪的数据参数；
S5、在试片上验证喷丸强度符合图纸要求，对试验叶片上进行验证喷丸，根据试验数据与图纸要求做比对；
S6、通过喷枪对叶片喷丸区域进行喷丸，使用工装和遮蔽材料保护零件，使得喷枪对着需要喷丸的地方进行喷丸；
S7、喷丸后的叶片进行处理，将整体叶盘卸载，撤除工装，去除遮蔽材料，检验喷丸区域覆盖率。
优选的，所述S1中加工方法开发过程的工艺开发包括以下步骤：
S101分解叶片3D造型，将其分解为均匀分布的截面线，以及每条截面线上的连续排布的位置点；
S102计算使用机器人将喷枪开口，按顺序依次对S101中位置点，所需要的机器人坐标、姿态，编制成机器人运动程序；
S103调节喷枪压力和丸粒流量等喷丸参数，实现并验证符合零件图纸的喷丸强度和覆盖率要求。
优选的，所述S6中喷枪对叶片的喷丸方式为：
特征A喷枪使用侧面开口，使喷枪能够进入叶片之间，喷丸时叶片不会相互遮挡，喷枪能直接将丸粒喷射到叶片所有表面，保证叶片不同区域的喷丸强度；
特征B喷枪贴合叶片表面曲面角度运动，匀速等间距运动，保证叶片不同区域有均匀的喷丸覆盖率；
特征C同时使用两支喷枪，从同一叶片的两侧同时进行喷丸，以平衡喷丸加工时叶片两侧的丸粒流和气流压力，降低由于喷丸过程导致的产品变形。
优选的，所述S1与S4中的喷丸数据和参数相同。
优选的，所述S6中通过工装和遮蔽材料保护零件，仅露出需要进行喷丸和允许进行喷丸的区域，本方法中该区域为叶片区域。
优选的，所述S7中检验喷丸区域覆盖率后根据覆盖率调整喷枪喷丸的参数。
其中，事先对喷丸叶片3D造型进行加工方法开发过程，通过计算机对叶片3D造型进行模拟喷丸，并生成相关的喷丸数据和参数，分解叶片3D造型，将其分解为均匀分布的截面线，以及每条截面线上的连续排布的位置点，计算使用机器人将喷枪开口，按顺序依次对中位置点，所需要的机器人坐标、姿态，编制成机器人运动程序，调节喷枪压力和丸粒流量等喷丸参数，实现并验证符合零件图纸的喷丸强度和覆盖率要求，将零件喷丸前检验，确认无污染、锈迹、毛刺、尖锐边角，丸粒检验，确认丸粒尺寸、形状符合标准要求，实验确定的参数调试设备，按照加工方法开发过程中，通过加工方法开发过程中生成的相关数据来调试喷丸机和喷枪的数据参数，在试片上验证喷丸强度符合图纸要求，对试验叶片上进行验证喷丸，通过喷枪对叶片喷丸区域进行喷丸，使用工装和遮蔽材料保护零件，使得喷枪对着需要喷丸的地方进行喷丸，喷枪使用侧面开口，使喷枪能够进入叶片之间，喷丸时叶片不会相互遮挡，喷枪能直接将丸粒喷射到叶片所有表面，保证叶片不同区域的喷丸强度，喷枪贴合叶片表面曲面角度运动，匀速等间距运动，保证叶片不同区域有均匀的喷丸覆盖率，同时使用两支喷枪，从同一叶片的两侧同时进行喷丸，以平衡喷丸加工时叶片两侧的丸粒流和气流压力，降低由于喷丸过程导致的产品变形，在加工过程中，使用机器人手臂，带动侧面开口的喷枪，在叶片两侧按照有规律且均匀排布的路径，在叶片两侧同时进行喷丸，保证叶片不同区域有均匀的喷丸强度和覆盖率，同时对叶片表面两侧对应位置进行喷丸，平衡喷丸加工时叶片两侧的丸粒流和气流压力，降低由于喷丸过程导致的产品变形，将整体叶盘卸载，撤除工装，去除遮蔽材料，检验喷丸区域覆盖率。
图1喷丸后叶片表面的检测数据
Figure BDA0003086934940000061
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种整体叶盘的叶片喷丸方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、事先对喷丸叶片3D造型进行加工方法开发过程，通过计算机对叶片3D造型进行模拟喷丸，并生成相关的喷丸数据和参数；
S2、将叶片进行喷丸前的初步处理，将零件喷丸前检验，确认无污染、锈迹、毛刺、尖锐边角；
S3、丸粒检验，确认丸粒尺寸、形状符合标准要求；
S4、实验确定的参数调试设备，按照S1中加工方法开发过程中，通过加工方法开发过程中生成的相关数据来调试喷丸机和喷枪的数据参数；
S5、在试片上验证喷丸强度符合图纸要求，对试验叶片上进行验证喷丸，根据试验数据与图纸要求做比对；
S6、通过喷枪对叶片喷丸区域进行喷丸，使用工装和遮蔽材料保护零件，使得喷枪对着需要喷丸的地方进行喷丸；
S7、喷丸后的叶片进行处理，将整体叶盘卸载，撤除工装，去除遮蔽材料，检验喷丸区域覆盖率。
2.根据权利要求1所述的一种整体叶盘的叶片喷丸方法，其特征在于，所述S1中加工方法开发过程的工艺开发包括以下步骤：
S101分解叶片3D造型，将其分解为均匀分布的截面线，以及每条截面线上的连续排布的位置点；
S102计算使用机器人将喷枪开口，按顺序依次对S101中位置点，所需要的机器人坐标、姿态，编制成机器人运动程序；
S103调节喷枪压力和丸粒流量等喷丸参数，实现并验证符合零件图纸的喷丸强度和覆盖率要求。
3.根据权利要求1所述的一种整体叶盘的叶片喷丸方法，其特征在于，所述S6中喷枪对叶片的喷丸方式为：
特征A喷枪使用侧面开口，使喷枪能够进入叶片之间，喷丸时叶片不会相互遮挡，喷枪能直接将丸粒喷射到叶片所有表面，保证叶片不同区域的喷丸强度；
特征B喷枪贴合叶片表面曲面角度运动，匀速等间距运动，保证叶片不同区域有均匀的喷丸覆盖率；
特征C同时使用两支喷枪，从同一叶片的两侧同时进行喷丸，以平衡喷丸加工时叶片两侧的丸粒流和气流压力，降低由于喷丸过程导致的产品变形。
4.根据权利要求1所述的一种整体叶盘的叶片喷丸方法，其特征在于，所述S1与S4中的喷丸数据和参数相同。
5.根据权利要求1所述的一种整体叶盘的叶片喷丸方法，其特征在于，所述S6中通过工装和遮蔽材料保护零件，仅露出需要进行喷丸和允许进行喷丸的区域，本方法中该区域为叶片区域。
6.根据权利要求1所述的一种整体叶盘的叶片喷丸方法，其特征在于，所述S7中检验喷丸区域覆盖率后根据覆盖率调整喷枪喷丸的参数。
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