一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具与方法与流程

1.本发明涉及叶片抛光加工技术领域，具体为一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具与方法。


背景技术：

2.现有叶片缘板及圆角过渡面的修型、磨抛主要由手工打磨完成；机器人自动化磨抛叶片，主要用于叶身的磨抛，例如加拿大av&r公司研发的叶片全特征自动化抛光机，主要采用3m的尼龙叠合轮用于叶片抛光，包括叶片缘板抛光、过渡面抛光以及圆角的抛光。北京航空航天大学提出一种电镀抛光轮用于叶片缘板及过渡面的磨抛工艺，图1为现有技术的一种砂轮结构图，为专利号cn105818008b提出的一种具有局部增强结构电镀抛光轮及其应用示例，由于加工时的实际接触面为一条母线，因此需要结合数控走刀轨迹完成相应表面的磨；
3.但现有方法的不足之处主要有：
4.叠合轮使用过程中由于磨粒钝化和轮廓磨损，需要定时用金刚滚轮进行修整，生产成本高并占用生产时间；
5.叠合轮的磨削能力强，容易过磨，导致质量问题；
6.叠合轮主要采用外圆面进行磨削，与被加工表面是线接触，需要通过较长时间的轨迹运动完成一个面的加工，为此我们提出了一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具与方法。


技术实现要素：

7.(一)解决的技术问题
8.针对现有技术的不足，本发明提供了一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具与方法，解决了上述的问题。
9.(二)技术方案
10.为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具，包括由叶身和叶身两端的叶根和叶冠组成的叶片，所述叶身和叶根连接处为包含叶根圆角过渡面的叶根圆角，且叶根的端面边侧处设有与叶根圆角相连的上缘板，所述叶身和叶冠连接处为包含叶冠圆角过渡面的叶冠圆角，且叶冠的端面边侧处设有与叶冠圆角相连的下缘板；
11.包括软布基砂带片、弹性支撑体和砂带轮刀杆构成的砂带轮，所述砂带轮刀杆的一端固连有弹性支撑体，所述弹性支撑体的环形外侧面上固设有一圈软布基砂带片，所述砂带轮对应弹性支撑体上环形分布的软布基砂带片的端面和环形外侧面分别形成砂带轮端面工作面和砂带轮圆周工作面，其中砂带轮端面工作面用于对叶片的上缘板或下缘板的磨抛，砂带轮圆周工作面用于对叶根圆角过渡面和叶冠圆角过渡面的磨抛。
12.优选的，所述软布基砂带片以前后叠加形式环形排列在圆盘状的弹性支撑体上，
即软布基砂带片的短边以前后叠加形式均匀分布在弹性支撑体的圆周面上，并形成砂带轮圆周工作面，软布基砂带片的两个长边以前后叠加形式均匀分布在弹性支撑体的两个端面上，并形成砂带轮端面工作面；
13.所述连接软布基砂带片和弹性支撑体的介质为金属丝、非金属绳、粘接剂、刚性金属和非金属砂轮基体中的一种或几种。
14.优选的，所述软布基砂带片为软布基砂带、砂纸、砂布、砂绳或其他可变形柔性磨具及其制成品裁制而成。
15.优选的，所述弹性支撑体由尼龙纤维体、橡胶制品、非金属或其它金属制成；
16.所述弹性支撑体的形状为圆盘状或者碟盘状中的一种形状。
17.优选的，所述弹性支撑体外环侧面的母线为具有与被打磨工件形状相关的直线或曲线中一种，且弹性支撑体外环侧面的形状为打磨工件形状契合的锥面、鼓型面或马鞍型面。
18.优选的，所述砂带轮旁根据需要可设置有辅助冷却装置，且冷却方式为是连续喷淋式或间歇喷淋式，冷却介质为压缩空气或金属加工用的冷却液、切削液。
19.优选的，所述砂带轮中的砂带轮圆周工作面还可用于磨抛叶片中的叶身。
20.优选的，所述砂带轮中对应砂带轮端面工作面和砂带轮圆周工作面形成的圆角可用于磨抛叶根圆角或叶冠圆角。
21.该叶片缘板及圆角过渡面磨抛工具的使用方法，包括以下步骤：
22.s1：砂带轮沿着砂带轮回转方向转动，采用打磨叶冠用砂带轮的砂带轮圆周工作面磨抛叶片的叶冠圆角过渡面，当砂带轮由叶片的后缘边至前缘边遍历叶冠圆角过渡面时，完成一次打磨，直至符合磨抛要求；
23.s2：砂带轮沿着砂带轮回转方向转动，采用打磨叶冠用砂带轮的砂带轮端面工作面磨抛叶片叶冠端的下缘板，当砂带轮由叶片的后缘边至前缘边遍历叶冠的下缘板时，完成一次打磨，直至符合磨抛要求；
24.s3：砂带轮沿着砂带轮回转方向转动，采用打磨叶根用砂带轮的砂带轮圆周工作面磨抛叶片的叶根圆角过渡面，直至符合磨抛要求；
25.s4：砂带轮沿着砂带轮回转方向转动，采用打磨叶根用砂带轮的砂带轮端面工作面磨抛叶片叶根端的上缘板，直至符合磨抛要求。
26.(三)有益效果
27.与现有技术相比，本发明提供了一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具与方法，具备以下有益效果：
28.1、该叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具，提出了一种新的砂带轮结构形式，该砂带轮由软布基砂带片与具有一定形状的弹性支撑体结合而成，具有砂带的柔性和弹性支撑体的刚性，既可解决叶片缘板和叶片过渡面的尺寸修型问题，又可提高改善叶片表面粗糙度的磨抛效率问题。
附图说明
29.图1一种具有局部增强结构电镀抛光轮及其应用示例图；
30.图2为砂带轮打磨叶片叶冠圆角过渡面的立体示意图；
31.图3为砂带轮部分剖视图；
32.图4为叶冠过渡面打磨局部剖视示意图；
33.图5为叶冠下缘板打磨局部剖视示意图；
34.图6为叶根过渡面打磨示意图；
35.图7为叶根上缘板打磨示意图。
36.图中：100、砂带轮；101、软布基砂带片；102、弹性支撑体；103、砂带轮刀杆；104、砂带轮回转方向；105、砂带轮端面工作面；106、砂带轮圆周工作面；200、叶片；201、叶身；202、上缘板；203、叶根圆角；204、叶根；205、叶根圆角过渡面；206、叶冠圆角过渡面；207、叶冠；208、叶冠圆角；209、下缘板。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.请参阅图1-7，一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具，包括由叶身201和叶身201两端的叶根204和叶冠207组成的叶片200，叶身201和叶根204连接处为包含叶根圆角过渡面205的叶根圆角203，且叶根204的端面边侧处设有与叶根圆角203相连的上缘板202，叶身201和叶冠207连接处为包含叶冠圆角过渡面206的叶冠圆角208，且叶冠207的端面边侧处设有与叶冠圆角208相连的下缘板209；
39.其中，叶身201：是叶片200与工作气流主要接触的部分；
40.上缘板202：是叶根201上朝向叶身201的叶片200特征面，是叶片200工作时的内通道面；
41.叶根204：是叶片200用于与叶轮相连的部位；
42.叶根圆角203：是叶片200上靠近叶根204的圆弧面；
43.叶根圆角过渡面205：是叶片200上叶根圆角203与叶身201的连接面；
44.叶冠207：是叶片200工作时远离叶根204的部分；
45.叶冠圆角208：是叶冠207与叶身201的过渡圆弧；
46.叶冠圆角过渡面206：是叶片200上叶冠圆角208与叶身201的连接面；
47.下缘板209：是叶冠207上朝向叶身201的叶片特征，是叶片200工作时的外通道面。
48.包括软布基砂带片101、弹性支撑体102和砂带轮刀杆103构成的砂带轮100，砂带轮刀杆103的一端固连有弹性支撑体102，弹性支撑体102的环形外侧面上固设有一圈软布基砂带片101，砂带轮100对应弹性支撑体102上环形分布的软布基砂带片101的端面和环形外侧面分别形成砂带轮端面工作面105和砂带轮圆周工作面106，其中砂带轮端面工作面105用于对叶片200的上缘板202或下缘板209的磨抛，砂带轮圆周工作面106用于对叶根圆角过渡面205和叶冠圆角过渡面206的磨抛。
49.其中，软布基砂带片101：其作用是对叶片200表面进行磨抛的磨具，该砂带片采用的是软布基砂带；砂带片以短边方向前后叠加的均匀分布在砂带轮的圆周面上，砂带片的两端长边分别前后叠加的均匀分布在弹性支撑体102的两个端面上；砂带片短边被覆盖的
部分起辅助弹性支撑作用，砂带片短边露出的部分起磨抛作用。
50.弹性支撑体102：其作用首先用于软布基砂带片101，其次用于通过砂带轮刀杆103传递打磨动力。
51.砂带轮刀杆103：用于传递来自打磨电机到砂带片的打磨动力。
52.砂带轮回转方向104：砂带轮100正确的回转方向是砂带轮100正常工作的保证。
53.砂带轮端面工作面105：用于打磨叶片200的上缘板202或下缘板209。
54.砂带轮圆周工作面106：用于打磨叶片200的叶根圆角过渡面205或叶冠圆角过渡面206；为防止打磨过渡面时砂带轮100与上缘板202或下缘板209干涉，打磨叶根圆角过渡面205和叶冠圆角过渡面206的砂带轮100是不同的，应确保靠近圆角的一端呈锐角状；
55.软布基砂带片101以前后叠加形式环形排列在圆盘状的弹性支撑体102上，即软布基砂带片101的短边以前后叠加形式均匀分布在弹性支撑体102的圆周面上，并形成砂带轮圆周工作面106，软布基砂带片101的两个长边以前后叠加形式均匀分布在弹性支撑体102的两个端面上，并形成砂带轮端面工作面105，砂带轮100回转使用时，对前后叠加的砂带片而言，与砂带轮回转方向104一致的砂带片前端边是处于叠加的下方；
56.连接软布基砂带片101和弹性支撑体102的介质为金属丝、非金属绳、粘接剂、刚性金属和非金属砂轮基体中的一种或几种。
57.软布基砂带片101为软布基砂带、砂纸、砂布、砂绳或其他可变形柔性磨具及其制成品裁制而成。
58.弹性支撑体102由尼龙纤维体、橡胶制品、非金属或其它金属制成；
59.弹性支撑体102的形状为圆盘状或者碟盘状中的一种形状。
60.弹性支撑体102外环侧面的母线为具有与被打磨工件形状相关的直线或曲线中一种，且弹性支撑体102外环侧面的形状为打磨工件形状契合的锥面、鼓型面或马鞍型面。
61.砂带轮100旁根据需要可设置有辅助冷却装置，且冷却方式为是连续喷淋式或间歇喷淋式，冷却介质为压缩空气或金属加工用的冷却液、切削液。
62.砂带轮100中的砂带轮圆周工作面106还可用于磨抛叶片200中的叶身201。
63.砂带轮100中对应砂带轮端面工作面105和砂带轮圆周工作面106形成的圆角可用于磨抛叶根圆角203或叶冠圆角208。
64.该叶片缘板及圆角过渡面磨抛工具的使用方法，包括以下步骤：
65.s1：砂带轮100沿着砂带轮回转方向104转动，采用打磨叶冠207用砂带轮100的砂带轮圆周工作面106磨抛叶片200的叶冠圆角过渡面206，当砂带轮100由叶片200的后缘边至前缘边遍历叶冠圆角过渡面206时，完成一次打磨，直至符合磨抛要求，该方法相较于其他方法，可以减少走刀轨迹次数，无需对打磨工具进行修整，提高打磨效率；
66.s2：砂带轮100沿着砂带轮回转方向104转动，采用打磨叶冠207用砂带轮100的砂带轮端面工作面105磨抛叶片200叶冠端的下缘板209，当砂带轮100由叶片200的后缘边至前缘边遍历叶冠207的下缘板209时，完成一次打磨，直至符合磨抛要求，该方法相较于其他方法，无需更换打磨工具，可以减少非加工时间，提高打磨效率，
67.s3：砂带轮100沿着砂带轮回转方向104转动，采用打磨叶根204用砂带轮100的砂带轮圆周工作面106磨抛叶片200的叶根圆角过渡面205，直至符合磨抛要求；
68.s4：砂带轮100沿着砂带轮回转方向104转动，采用打磨叶根200用砂带轮100的砂
带轮端面工作面105磨抛叶片200叶根端的上缘板202，直至符合磨抛要求。
69.工作原理：
70.如图2所示，图中砂带轮100沿着砂带轮回转方向104转动，当砂带轮圆周工作面106按一定方向接近并接触到叶冠圆角208与叶身201的叶冠圆角过渡面206时，砂带轮100实现对叶片200的打磨；
71.具体地，如图3所示，打磨叶冠207部位时，砂带轮100的两个端面回转直径不相等，靠近砂带轮刀杆103一侧的回转直径φd1大于另外一侧的回转直径φd2，从而使得外圆面与砂带轮刀杆103轴心线成一个夹角α；
72.具体地，图4的右边所示为打磨时的一个剖视图d-d，相邻软布基砂带片101的沿着短边方向前后局部叠加地均匀分布在弹性支撑体102的外圆周面上，砂带片101的中间部分以前后局部叠加的形式均匀分布在弹性支撑体102的圆周面上，形成砂带轮圆周工作面106；砂带轮回转工作时，对前后叠加的砂带片而言，与砂带轮回转方向104一致的砂带片前端边是处于叠加的下方，起到支撑棱作用，砂带片后端边处于外露部分的起到磨抛作用；
73.具体地，如图5所示为磨抛叶冠207上的下缘板209示意图，图5的左边所示为打磨时的一个剖视图d-d，相邻软布基砂带片101的沿着短边方向前后局部叠加地均匀分布在弹性支撑体102的端面上，形成砂带轮端面工作面105，对叶片200下缘板209进行打磨；
74.具体地，图6所示为磨抛叶根过渡面205示意图，此时砂带轮100靠近砂带轮刀杆103一侧的回转直径φd1小于另一侧回转直径φd2；外环侧面母线与砂带轮刀杆103形成一个夹角α，使得砂带轮圆周工作面106打磨叶根圆角过渡面205时，砂带轮100的端面不会与叶片200非打磨面干涉；
75.具体地，图7所示为磨抛叶根204上的上缘板202示意图，砂带轮端面工作面105对叶片上缘板202进行打磨。
76.本发明提出了一种新的砂带轮结构形式，该砂带轮由软布基砂带片与具有一定形状的弹性支撑体结合而成，具有砂带的柔性和弹性支撑体的刚性，既可解决叶片缘板和叶片过渡面的尺寸修型问题，又可提高改善叶片表面粗糙度的磨抛效率问题。
77.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具，包括由叶身(201)和叶身(201)两端的叶根(204)和叶冠(207)组成的叶片(200)，所述叶身(201)和叶根(204)连接处为包含叶根圆角过渡面(205)的叶根圆角(203)，且叶根(204)的端面边侧处设有与叶根圆角(203)相连的上缘板(202)，所述叶身(201)和叶冠(207)连接处为包含叶冠圆角过渡面(206)的叶冠圆角(208)，且叶冠(207)的端面边侧处设有与叶冠圆角(208)相连的下缘板(209),其特征在于，还包括软布基砂带片(101)、弹性支撑体(102)和砂带轮刀杆(103)构成的砂带轮(100)，所述砂带轮刀杆(103)的一端固连有弹性支撑体(102)，所述弹性支撑体(102)的环形外侧面上固设有一圈软布基砂带片(101)，所述砂带轮(100)对应弹性支撑体(102)上环形分布的软布基砂带片(101)的端面和环形外侧面分别形成砂带轮端面工作面(105)和砂带轮圆周工作面(106)，其中砂带轮端面工作面(105)用于对叶片(200)的上缘板(202)或下缘板(209)的磨抛，砂带轮圆周工作面(106)用于对叶根圆角过渡面(205)和叶冠圆角过渡面(206)的磨抛。2.根据权利要求1所述的一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具，其特征在于，所述软布基砂带片(101)以前后叠加形式环形排列在圆盘状的弹性支撑体(102)上，即软布基砂带片(101)的短边以前后叠加形式均匀分布在弹性支撑体(102)的圆周面上，并形成砂带轮圆周工作面(106)，软布基砂带片(101)的两个长边以前后叠加形式均匀分布在弹性支撑体(102)的两个端面上，并形成砂带轮端面工作面(105)；所述连接软布基砂带片(101)和弹性支撑体(102)的介质为金属丝、非金属绳、粘接剂、刚性金属和非金属砂轮基体中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具，其特征在于，所述软布基砂带片(101)为软布基砂带、砂纸、砂布、砂绳或其他可变形柔性磨具及其制成品裁制而成。4.根据权利要求1所述的一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具，其特征在于，所述弹性支撑体(102)由尼龙纤维体、橡胶制品、非金属或其它金属制成；所述弹性支撑体(102)的形状为圆盘状或者碟盘状中的一种形状。5.根据权利要求1所述的一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具，其特征在于，所述弹性支撑体(102)外环侧面的母线为具有与被打磨工件形状相关的直线或曲线中一种，且弹性支撑体(102)外环侧面的形状为打磨工件形状契合的锥面、鼓型面或马鞍型面。6.根据权利要求1所述的一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具，其特征在于，所述砂带轮(100)旁根据需要可设置有辅助冷却装置，且冷却方式为是连续喷淋式或间歇喷淋式，冷却介质为压缩空气或金属加工用的冷却液、切削液。7.根据权利要求1所述的一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具，其特征在于，所述砂带轮(100)中的砂带轮圆周工作面(106)还可用于磨抛叶片(200)中的叶身(201)。8.根据权利要求1所述的一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具，其特征在于：所述砂带轮(100)中对应砂带轮端面工作面(105)和砂带轮圆周工作面(106)形成的圆角可用于磨抛叶根圆角(203)或叶冠圆角(208)。9.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种叶片缘板及圆角过渡面磨抛工具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：砂带轮(100)沿着砂带轮回转方向(104)转动，采用打磨叶冠(207)用砂带轮(100)
的砂带轮圆周工作面(106)磨抛叶片(200)的叶冠圆角过渡面(206)，当砂带轮(100)由叶片(200)的后缘边至前缘边遍历叶冠圆角过渡面(206)时，完成一次打磨，直至符合磨抛要求；s2：砂带轮(100)沿着砂带轮回转方向(104)转动，采用打磨叶冠(207)用砂带轮(100)的砂带轮端面工作面(105)磨抛叶片(200)叶冠端的下缘板(209)，当砂带轮(100)由叶片(200)的后缘边至前缘边遍历叶冠(207)的下缘板(209)时，完成一次打磨，直至符合磨抛要求；s3：砂带轮(100)沿着砂带轮回转方向(104)转动，采用打磨叶根(204)用砂带轮(100)的砂带轮圆周工作面(106)磨抛叶片(200)的叶根圆角过渡面(205)，直至符合磨抛要求；s4：砂带轮(100)沿着砂带轮回转方向(104)转动，采用打磨叶根(200)用砂带轮(100)的砂带轮端面工作面(105)磨抛叶片(200)叶根端的上缘板(202)，直至符合磨抛要求。

技术总结
本发明涉及叶片抛光加工技术领域，且公开了一种叶片缘板及圆角过渡面的磨抛工具，包括软布基砂带片、弹性支撑体和砂带轮刀杆构成的砂带轮，所述软布基砂带片以前后叠加形式环形排列在圆盘状的弹性支撑体上，并形成所述砂带轮的砂带轮端面工作面和砂带轮圆周工作面，其中砂带轮端面工作面实现对叶片的上缘板或下缘板的磨抛，砂带轮圆周工作面实现对叶根圆角过渡面和叶冠圆角过渡面的磨抛，该砂带轮由软布基砂带片与具有一定形状的弹性支撑体结合而成，具有砂带的柔性和弹性支撑体的刚性，既可解决叶片缘板和叶片过渡面的尺寸修型问题，又可提高改善叶片表面粗糙度的磨抛效率问题。又可提高改善叶片表面粗糙度的磨抛效率问题。


技术研发人员：袁人炜 杨学森 钱鹏 陈晨
受保护的技术使用者：上海联擎动力技术有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/5