CN103240574B - 一种航空发动机轴颈类导流叶片加工方法 - Google Patents

一种航空发动机轴颈类导流叶片加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于航空发动机叶片加工技术，涉及对航空发动机轴颈类导流叶片加工方法的改进。该导流叶片的毛坯为长方体坯料；其特征在于，加工的步骤如下：打顶尖孔；铣加工叶型及安装板内表面；锡铋合金封包；精车轴颈；熔化合金封包。本发明提出了一种航空发动机轴颈类导流叶片的改进加工方法，保证了轴颈的同轴度，减少了工装数量，缩短了加工周期。

Description

一种航空发动机轴颈类导流叶片加工方法
技术领域
本发明属于航空发动机叶片加工技术，涉及对航空发动机轴颈类导流叶片加工方法的改进。
背景技术
某型航空发动机一种导流叶片的结构参见图1，它由叶根螺杆1、叶根轴颈2、叶根安装板8、叶身4、叶尖安装板7和叶尖轴颈6组成。叶根螺杆1的右端与叶根轴颈2的左端同轴连接，叶根轴颈2的右端与叶根安装板8的外表面连接，叶根安装板8的内表面与叶身4的根部连接，叶身4的尖部与叶尖安装板7的内表面连接，叶尖安装板7的外表面与叶尖轴颈6的左端连接，叶尖轴颈6与叶根轴颈2同轴。目前，国内加工该类型叶片，主要步骤为：将毛坯铣成六方，并以六方定位粗车轴颈，再以轴颈定位铣加工叶身，最后以轴颈两端顶尖定位精车轴颈。其缺点是：第一、在精车轴颈过程中由于叶身强度不够容易造成轴颈弯曲，同轴度无法保证。第二、轴颈部位不能一次加工到位，增加了工装数量，延长了加工周期。
发明内容
本发明的目的是：提出一种航空发动机轴颈类导流叶片的改进加工方法，以保证轴颈的同轴度，减少工装数量，缩短加工周期。
本发明的技术方案是：一种航空发动机轴颈类导流叶片加工方法，被加工的导流叶片由叶根螺杆1、叶根轴颈2、叶根安装板8、叶身4、叶尖安装板7和叶尖轴颈6组成，叶根螺杆1的右端与叶根轴颈2的左端同轴连接，叶根轴颈2的右端与叶根安装板8的外表面连接，叶根安装板8的内表面与叶身4的根部连接，叶身4的尖部与叶尖安装板7的内表面连接，叶尖安装板7的外表面与叶尖轴颈6的左端连接，叶尖轴颈6与叶根轴颈2同轴，该导流叶片的毛坯为长方体坯料；其特征在于，加工的步骤如下：
1、打顶尖孔：在长方体坯料长度方向的一个端面上打一个第一顶尖孔，该第一顶尖孔位于导流叶片的叶尖方向；在长方体坯料长度方向的另一个端面上打第二顶尖孔和第三顶尖孔，顶尖孔位置的确定方法是：先确定第一顶尖孔的位置，具体方法是：将导流叶片沿轴颈(6)轴线方向的投影图放置在长方体坯料长度方向的一个端面上，通过平移或旋转投影图使其轮廓完全包含在该端面中并在各个方向上与端面四周的最小距离不小于2mm，此时，导流叶片轴线在该端面的交点即为第一顶尖孔的位置；第二顶尖孔的位置是：在长方体坯料长度方向的另一个端面上与第一顶尖孔对应的点位，确定第三顶尖孔位置的方法是：在长方体坯料长度方向的另一个端面上做一条过第二顶尖孔并与该端面宽边平行的直线，第二顶尖孔将该直线分为两段线段，其中一段的长度大于另一段，第三顶尖孔位于上述较长的线段上，第三顶尖孔到该线段与长方体坯料侧面交点的距离不小于5mm；过第一顶尖孔和第二顶尖孔的直线即为导流叶片的轴线；
2、铣加工叶型及安装板内表面：将长方体坯料装夹在带有三顶尖定位机构的夹具中，用数控铣床加工出叶身4的叶盆和叶背型面，并加工出叶根安装板8的内表面3和叶尖安装板7的内表面5；
3、锡铋合金封包：将加工出叶身型面的坯料装夹在带有三顶尖定位机构的封包夹具中，上述三顶尖定位机构与加工出叶身型面的坯料上三个顶尖孔的位置一致；使用锡铋合金将叶身4浇铸成圆柱体，该圆柱体的轴线与过第一顶尖孔和第二顶尖孔的直线重合；
4、精车轴颈：以锡铋合金封包后坯料的圆柱体作为定位基准，用数控车床加工出叶根螺杆1、叶根轴颈2、叶根安装板8、叶尖安装板7和叶尖轴颈6，形成带有锡铋合金封包的导流叶片；
5、熔化合金封包：将锡铋合金封包的导流叶片放置在熔化炉中，加热到160℃～180℃，待锡铋合金熔化后将导流叶片取出。
本发明的优点是：提出了一种航空发动机轴颈类导流叶片的改进加工方法，保证了轴颈的同轴度，减少了工装数量，缩短了加工周期。试验证明，本发明方法的加工周期比现有方法缩短了40％以上。
附图说明
图1是某型航空发动机一种导流叶片的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图1，一种航空发动机轴颈类导流叶片加工方法，被加工的导流叶片由叶根螺杆1、叶根轴颈2、叶根安装板8、叶身4、叶尖安装板7和叶尖轴颈6组成，叶根螺杆1的右端与叶根轴颈2的左端同轴连接，叶根轴颈2的右端与叶根安装板8的外表面连接，叶根安装板8的内表面与叶身4的根部连接，叶身4的尖部与叶尖安装板7的内表面连接，叶尖安装板7的外表面与叶尖轴颈6的左端连接，叶尖轴颈6与叶根轴颈2同轴，该导流叶片的毛坯为长方体坯料；其特征在于，加工的步骤如下：
1、打顶尖孔：在长方体坯料长度方向的一个端面上打一个第一顶尖孔，该第一顶尖孔位于导流叶片的叶尖方向；在长方体坯料长度方向的另一个端面上打第二顶尖孔和第三顶尖孔，顶尖孔位置的确定方法是：先确定第一顶尖孔的位置，具体方法是：将导流叶片沿轴颈(6)轴线方向的投影图放置在长方体坯料长度方向的一个端面上，通过平移或旋转投影图使其轮廓完全包含在该端面中并在各个方向上与端面四周的最小距离不小于2mm，此时，导流叶片轴线在该端面的交点即为第一顶尖孔的位置；第二顶尖孔的位置是：在长方体坯料长度方向的另一个端面上与第一顶尖孔对应的点位，确定第三顶尖孔位置的方法是：在长方体坯料长度方向的另一个端面上做一条过第二顶尖孔并与该端面宽边平行的直线，第二顶尖孔将该直线分为两段线段，其中一段的长度大于另一段，第三顶尖孔位于上述较长的线段上，第三顶尖孔到该线段与长方体坯料侧面交点的距离不小于5mm；过第一顶尖孔和第二顶尖孔的直线即为导流叶片的轴线；
2、铣加工叶型及安装板内表面：将长方体坯料装夹在带有三顶尖定位机构的夹具中，用数控铣床加工出叶身4的叶盆和叶背型面，并加工出叶根安装板8的内表面3和叶尖安装板7的内表面5；
3、锡铋合金封包：将加工出叶身型面的坯料装夹在带有三顶尖定位机构的封包夹具中，上述三顶尖定位机构与加工出叶身型面的坯料上三个顶尖孔的位置一致；使用锡铋合金将叶身4浇铸成圆柱体，该圆柱体的轴线与过第一顶尖孔和第二顶尖孔的直线重合；
4、精车轴颈：以锡铋合金封包后坯料的圆柱体作为定位基准，用数控车床加工出叶根螺杆1、叶根轴颈2、叶根安装板8、叶尖安装板7和叶尖轴颈6，形成带有锡铋合金封包的导流叶片；
5、熔化合金封包：将锡铋合金封包的导流叶片放置在熔化炉中，加热到160℃～180℃，待锡铋合金熔化后将导流叶片取出。
实施例
某型航空发动机压气机零级导流叶片，毛坯尺寸为145mm×45mm×21mm，加工方法如下：
1、打顶尖孔：第一顶尖孔位置：在长度方向上的一个端面中距离长边10.5mm，距离短边17.5mm。第二顶尖孔位置：在长度方向上的另一个端面上与地一顶尖孔相对应的位置，第三顶尖孔与第二顶尖孔在同一个端面上，距离第二顶尖孔的距离在与该端面宽边平行的方向上为22mm。
2、铣加工：将毛坯带有双顶尖端面通过工装连接在加工中心法兰盘上，另一个端面通过顶尖夹紧，加工叶片叶身及安装板内表面。
3、锡铋合金封包：在以三顶尖定位的封包夹具中进行浇注，浇注后圆柱体尺寸为Φ85mm×95mm。
4、精车轴颈：以锡铋合金封包后长方体坯料的圆柱体作为定位基准，用数控车床精车轴颈、安装板及螺纹。
5、熔化合金封包，完成叶片加工。
该级叶片加工中，仅用到夹具两套，一套为铣床法兰盘与双顶尖转接座，一套为封包夹具，节省了大量的工装。同时，采用封包工艺有效加强了叶身处强度，避免了精车工序中轴的变形。

Claims (1)

1.一种航空发动机轴颈类导流叶片加工方法，被加工的导流叶片由叶根螺杆(1)、叶根轴颈(2)、叶根安装板(8)、叶身(4)、叶尖安装板(7)和叶尖轴颈(6)组成，叶根螺杆(1)的右端与叶根轴颈(2)的左端同轴连接，叶根轴颈(2)的右端与叶根安装板(8)的外表面连接，叶根安装板(8)的内表面与叶身(4)的根部连接，叶身(4)的尖部与叶尖安装板(7)的内表面连接，叶尖安装板(7)的外表面与叶尖轴颈(6)的左端连接，叶尖轴颈(6)与叶根轴颈(2)同轴，该导流叶片的毛坯为长方体坯料；其特征在于，加工的步骤如下：
1.1、打顶尖孔：在长方体坯料长度方向的一个端面上打一个第一顶尖孔，该第一顶尖孔位于导流叶片的叶尖方向；在长方体坯料长度方向的另一个端面上打第二顶尖孔和第三顶尖孔，顶尖孔位置的确定方法是：先确定第一顶尖孔的位置，具体方法是：将导流叶片沿轴颈(6)轴线方向的投影图放置在长方体坯料长度方向的一个端面上，通过平移或旋转投影图使其轮廓完全包含在该端面中并在各个方向上与端面四周的最小距离不小于2mm，此时，导流叶片轴线在该端面的交点即为第一顶尖孔的位置；第二顶尖孔的位置是：在长方体坯料长度方向的另一个端面上与第一顶尖孔对应的点位，确定第三顶尖孔位置的方法是：在长方体坯料长度方向的另一个端面上做一条过第二顶尖孔并与该端面宽边平行的直线，第二顶尖孔将该直线分为两段线段，其中一段的长度大于另一段，第三顶尖孔位于上述较长的线段上，第三顶尖孔到该线段与长方体坯料侧面交点的距离不小于5mm；过第一顶尖孔和第二顶尖孔的直线即为导流叶片的轴线；
1.2、铣加工叶型及安装板内表面：将长方体坯料装夹在带有三顶尖定位机构的夹具中，用数控铣床加工出叶身(4)的叶盆和叶背型面，并加工出叶根安装板(8)的内表面(3)和叶尖安装板(7)的内表面(5)；
1.3、锡铋合金封包：将加工出叶身型面的坯料装夹在带有三顶尖定位机构的封包夹具中，上述三顶尖定位机构与加工出叶身型面的坯料上三个顶尖孔的位置一致；使用锡铋合金将叶身(4)浇铸成圆柱体，该圆柱体的轴线与过第一顶尖孔和第二顶尖孔的直线重合；
1.4、精车轴颈：以锡铋合金封包后坯料的圆柱体作为定位基准，用数控车床加工出叶根螺杆(1)、叶根轴颈(2)、叶根安装板(8)、叶尖安装板(7)和叶尖轴颈(6)，形成带有锡铋合金封包的导流叶片；
1.5、熔化合金封包：将锡铋合金封包的导流叶片放置在熔化炉中，加热到160℃～180℃，待锡铋合金熔化后将导流叶片取出。
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