[发明专利]确定初始抛光参数的方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及制造抗疲劳及耐损伤部件的方法，更特别地说，本发明涉及一种设置抛光(burnishing)处理加工参数的方法。

背景技术

多种金属材料、陶瓷材料以及复合材料的部件，例如气体涡轮引擎风扇和压缩机叶片，均易产生由疲劳和损伤(例如，来自外部物体的撞击)导致的破裂。所述损伤降低了零件的寿命，要求维修或更换。抛光的主要目的是将残余应力分散在表面上以获得实质性的好处，如抗疲劳和抗腐蚀，并预防裂缝形成和扩散。对于这些好处，航空航天业最关注的是提高疲劳寿命及抗疲劳应力的能力。众所周知，要保护部件防止裂缝扩散，需要通过产生其中的压应力来实现。产生这些压应力的办法包括喷丸处理，激光喷丸处理(LSP)，夹紧冷作硬化(pinch peening)，以及低塑性抛光(LPB)。这些方法典型情况下通过在需要保护防止裂缝扩散的区域上施加残余压应力的“补丁”来使用。

典型的抛光设备包括滚动抛光单元，例如圆柱或球体单元，这些圆柱或球体单元通过机械或液压的方式以选定的抛光压力加载在工件上，并经过一系列的行程或节段横跨零件表面。残余应力的数量是一系列参数的一个函数，其中影响最大的是抛光压力和抛光行程的重叠(overlap)程度。由于疲劳测试的高成本，在假定抛光压力和重叠程度范围较宽的情况下，这些参数的初始选择过程可证明是很昂贵的。

在现有技术中，初始压力和重叠的选择或者随机执行，或者通过试验和误差。试验和误差方法不仅昂贵，而且耗时。

此外，使用从某个特殊应用得到的参数可能对于另一个应用不会得到相同的结果。例如，在相同的条件下抛光两个相同材料制成，但横截面厚度不同的薄盘，将会产生不同程度的，深达临界厚度的重叠，以及由此而来的在疲劳测试中的不同表现。所述临界厚度是针对一种给定材料的厚度，在这个厚度上，如果所有其它参数都保持恒定，重叠程度将在这个值之上或超出这个值而保持恒定。

发明内容

本发明将上述现有技术的缺点和其它缺点一起做了陈述，根据一个实施例，本发明提供了一种确认用于抛光加工的参数确认方法，包括：使用滚动抛光单元在材料样品的选定表面上抛光至少两个节段(segment)，所述节段具有共同的宽度，并以预选的重叠值相互重叠；测量表面的结果硬度；以及根据所测得的硬度，对工件上的后续的抛光加工选择工作重叠值。

附图说明

本发明通过参考如下与附图相关联的具体实施方式描述而可以得到最好的理解，其中：

图1是抛光加工的一种施加样式的顶部示意图；

图2A是显示零重叠状态的抛光路径的顶部示意图；

图2B是显示负重叠状态的抛光路径的顶部示意图；

图2C是显示完全重叠状态的抛光路径的顶部示意图。

零部件清单

10    抛光样式

12    表面

14    节段

16    侧节段

F    进给距离

P    路径

W    宽度

具体实施方式

参考附图，其中在所有不同的视图中，相同的标号代表相同的单元，图1显示了在要处理的工件“WP”的样品13的一个表面12上重叠的一种普遍的抛光样式10。用这种方式处理的工件WP的非限制性样品包括压缩机叶片和定子叶片，风扇叶片，涡轮机叶片，轴以及转子，静止框架，执行机构硬件以及类似工件。此类工件WP可由金属合金、陶瓷或复合材料(例如碳纤维合成物)制成。这种抛光样式10典型情况下通过使用一种已知类型的抛光装置来进行施加，所述抛光装置包括滚动抛光单元11，该单元由一台多轴数字或计算机控制的控制器以液压或机械方式加载在表面12上。

如图所示，抛光样式10包括多个节段14，所述节段按一系列沿限定了节段中心线的路径“P”的S形拐弯排列，并由外侧的节段16连接。所述节段14分开一段进给距离“F”(也称“跨越距离”或“偏移”)，该进给距离“F”是中心线路径P的相邻两条边线之间的距离。为适合某个特定应用，可使用不同的路径。为了安装、编程及测量的方便性，路径P最通常情况下包括一些直线节段或行程的组合。

节段14(也称“印迹”)的宽度“W”是工件WP的材料和厚度，以及所施加的抛光压力和所使用的抛光单元11的尺寸和特性的一个函数。这种进给距离F和印迹W之间的关系决定了节段14之间的重叠程度。特别地，重叠值“OV”可在数学上作为一个百分数表示：OV＝[(W-F)/W]×100。