CN108000194A - 调节级叶片定位夹具及利用夹具加工叶片汽道型线的方法 - Google Patents

调节级叶片定位夹具及利用夹具加工叶片汽道型线的方法 Download PDF

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Abstract

调节级叶片定位夹具及利用夹具加工叶片汽道型线的方法，本发明涉及叶片定位夹具及加工叶片汽道型线的方法，本发明为解决现有技术中调节级叶片三个汽道型线后加工尺寸精度较差，抛光工序无法满足图纸精度要求，它包括夹具体、第一定位块、第二定位块、顶丝定位组件和顶块，夹具体为板状体，夹具体固定安装在机床的工作台上，第一定位块和顶丝定位组件相对设置，第一定位块和顶丝定位组件相对固定安装在夹具体的上端面上，第二定位块安装在机床的尾座上，顶块安装在数控五轴铣床的回转盘上，步骤一：安装；步骤二：定位；步骤三：粗加工；步骤四：半精加工；步骤五：精加工；步骤六：B‑C弧面加工；步骤七：完成调节级叶片汽道型线的加工。本发明用于叶片加工领域。

Description

调节级叶片定位夹具及利用夹具加工叶片汽道型线的方法
技术领域
本发明涉及叶片定位夹具及加工叶片汽道型线的方法，具体涉及调节级叶片定位夹具及利用夹具加工叶片汽道型线的方法，属于叶片加工领域。
背景技术
调节级叶片是装配用于汽轮机转子上的首级叶片。由于每件调节级叶片是由三个汽道型线组成，在加工汽道时，由于空间较小所以加工困难。以往加工汽道是由电火花加工后，再由钳工抛光，这样加工完成后，加工尺寸精度较差，无法满足图纸要求。
发明内容
本发明为解决现有技术中调节级叶片三个汽道型线后加工尺寸精度较差，抛光工序无法满足图纸精度要求，进而提出调节级叶片定位夹具及利用夹具加工叶片汽道型线的方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括
它包括夹具体、第一定位块、第二定位块、顶丝定位组件和顶块，夹具体为板状体，夹具体固定安装在机床的工作台上，第一定位块和顶丝定位组件相对设置，第一定位块和顶丝定位组件相对固定安装在夹具体的上端面上，第二定位块安装在机床的尾座上，顶块的一端安装在数控五轴铣床的回转盘上，顶块的另一端顶在调节级叶片的叶根上，调节级叶片的叶顶与夹具体的上端面接触，第一定位块顶在调节级叶片内径面一侧的叶顶处，顶丝定位组件顶在调节级叶片背径面一侧的叶顶处，第二定位块顶在调节级叶片内径面和背径面一侧的叶顶处。
步骤一：安装：将夹具体安装在五轴数控铣床的工作台上，加工前调节级叶片三个汽道型线有两个型腔，每个型腔的加工面有0.5mm的加工余量；
步骤二：定位：将调节级叶片倒立放置在夹具体的上端面上，顶丝顶在调节级叶片背径面一侧的叶顶处，第一定位块顶在调节级叶片内径面一侧的叶顶处，第二定位块顶在调节级叶片内径面和背径面一侧的叶顶处；
步骤三：粗加工：通过五轴数控铣床用φ8r4球头铣刀对调节级叶片两侧的三个汽道型线进行粗加工，加工后A-B弧形面、C-D弧形面、E-F弧形面和F-G弧形面四个弧面中每个弧形面的加工余量为0.3mmm，粗加工时φ8r4球头铣刀的加工参数转速n1，转速单位为r/min，n1的数值为2200，粗加工时φ8r4球头铣刀的加工参数走刀速度f1，速度单位为mm/min，f1的数值为150；
步骤四：半精加工：通过五轴数控铣床用φ8r4球头铣刀对调节级叶片两侧的三个汽道型线进行半精加工，加工后A-B弧形面、C-D弧形面、E-F弧形面和F-G弧形面四个弧面中每个弧形面的加工余量为0.2mmm，半精加工时φ8r4球头铣刀加工参数转速n2，转速单位为r/min，n2的数值为2600，精加工时φ8r4球头铣刀加工参数走刀速度f2，速度单位为mm/min，f2的数值为800；
步骤五：精加工：通过五轴数控铣床用φ8r4球头铣刀对调节级叶片两侧的三个汽道型线进行精加工，加工后A-B弧形面、C-D弧形面、E-F弧形面和F-G弧形面四个弧面中每个弧形面的加工后精度在0.05mm范围内，精加工时φ8r4球头铣刀加工参数转速n3，转速单位为r/min，n3的数值为2600，精加工时φ8r4球头铣刀加工参数走刀速度f3，速度单位为mm/min，f3的数值为800；
步骤六：B-C弧面加工，通过五轴数控铣床用φ8r4棒棒糖铣刀对调节级叶片每个型腔的B-C弧面加工，加工后型腔的B-C弧面的加工后精度在0.05mm范围内，通过φ8r4棒棒糖铣刀加工时加工参数转速n4，转速单位为r/min，n4的数值为2600，φ8r4棒棒糖铣刀加工时加工参数走刀速度f4，速度单位为mm/min，f4的数值为800；
步骤七：完成调节级叶片汽道型线的加工。
本发明的有益效果是：
由于以往加工汽道是由电火花加工后，再由钳工抛光，这样加工完成后，精度较差，无法满足图纸要求。现使用五轴数控铣床加工调节级叶片，利用研制的专用定位工具解决了装夹、定位难题；由于汽道狭小，刀具极易碰伤叶片型面，采用分步、分区域加工，采用适合的刀具及加工参数，解决了中心深处实现铣削的难题，保证了产品质量及加工精度。
附图说明
图1是本发明的定位夹具主视图。
图2是图1的俯视图。
图3是调节级叶片主视图。
图4是图3的侧视图。
图5是图3的俯视图。
图6是φ8r4球头铣刀对调节级叶片两侧汽道型线的弧面加工示意图。
图7是φ8r4棒棒糖铣刀对调节级叶片加工示意图
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式所述调节级叶片定位夹具，它包括夹具体1、第一定位块2、第二定位块3、顶丝定位组件4和顶块5，夹具体1为板状体，夹具体1固定安装在机床的工作台上，第一定位块2和顶丝定位组件4相对设置，第一定位块2和顶丝定位组件4相对固定安装在夹具体1的上端面上，第二定位块3安装在机床的尾座上，顶块5的一端安装在数控五轴铣床的回转盘上，顶块5的另一端顶在调节级叶片的叶根上，调节级叶片的叶顶与夹具体1的上端面接触，第一定位块2顶在调节级叶片内径面一侧的叶顶处，顶丝定位组件4顶在调节级叶片背径面一侧的叶顶处，第二定位块3顶在调节级叶片内径面和背径面一侧的叶顶处。
具体实施方式二：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述调节级叶片定位夹具，顶丝定位组件4包括顶丝块和顶丝，顶丝块固定安装在夹具体1的上端面上，顶丝螺纹安装在顶丝块上，且顶丝顶在调节级叶片背径面一侧的叶顶处，其它结构与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式所述利用调节级叶片定位夹具加工调节级叶片汽道型线的加工方法，所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：安装：将夹具体1安装在五轴数控铣床的工作台上，加工前调节级叶片三个汽道型线有两个型腔，每个型腔的加工面有0.5mm的加工余量；
步骤二：定位：将调节级叶片倒立放置在夹具体1的上端面上，顶丝顶在调节级叶片背径面一侧的叶顶处，第一定位块2顶在调节级叶片内径面一侧的叶顶处，第二定位块3顶在调节级叶片内径面和背径面一侧的叶顶处；
步骤三：粗加工：通过五轴数控铣床用φ8r4球头铣刀对调节级叶片两侧的三个汽道型线进行粗加工，加工后A-B弧形面6、C-D弧形面8、E-F弧形面9和F-G弧形面10四个弧面中每个弧形面的加工余量为0.3mmm，粗加工时φ8r4球头铣刀的加工参数转速n1，转速单位为r/min，n1的数值为2200，粗加工时φ8r4球头铣刀的加工参数走刀速度f1，速度单位为mm/min，f1的数值为150；
步骤四：半精加工：通过五轴数控铣床用φ8r4球头铣刀对调节级叶片两侧的三个汽道型线进行半精加工，加工后A-B弧形面6、C-D弧形面8、E-F弧形面9和F-G弧形面10四个弧面中每个弧形面的加工余量为0.2mmm，半精加工时φ8r4球头铣刀加工参数转速n2，转速单位为r/min，n2的数值为2600，精加工时φ8r4球头铣刀加工参数走刀速度f2，速度单位为mm/min，f2的数值为800；
步骤五：精加工：通过五轴数控铣床用φ8r4球头铣刀对调节级叶片两侧的三个汽道型线进行精加工，加工后A-B弧形面6、C-D弧形面8、E-F弧形面9和F-G弧形面10四个弧面中每个弧形面的加工后精度在0.05mm范围内，精加工时φ8r4球头铣刀加工参数转速n3，转速单位为r/min，n3的数值为2600，精加工时φ8r4球头铣刀加工参数走刀速度f3，速度单位为mm/min，f3的数值为800；
步骤六：B-C弧面7加工，通过五轴数控铣床用φ8r4棒棒糖铣刀对调节级叶片每个型腔的B-C弧面7加工，加工后型腔的B-C弧面7的加工后精度在0.05mm范围内，通过φ8r4棒棒糖铣刀加工时加工参数转速n4，转速单位为r/min，n4的数值为2600，φ8r4棒棒糖铣刀加工时加工参数走刀速度f4，速度单位为mm/min，f4的数值为800；
步骤七：通过步骤一至步骤五完成调节级叶片汽道型线的加工。

Claims (3)

1.调节级叶片定位夹具，其特征在于：它包括夹具体(1)、第一定位块(2)、第二定位块(3)、顶丝定位组件(4)和顶块(5)，夹具体(1)为板状体，夹具体(1)固定安装在机床的工作台上，第一定位块(2)和顶丝定位组件(4)相对设置，第一定位块(2)和顶丝定位组件(4)相对固定安装在夹具体(1)的上端面上，第二定位块(3)安装在机床的尾座上，顶块(5)的一端安装在数控五轴铣床的回转盘上，顶块(5)的另一端顶在调节级叶片的叶根上，调节级叶片的叶顶与夹具体(1)的上端面接触，第一定位块(2)顶在调节级叶片内径面一侧的叶顶处，顶丝定位组件(4)顶在调节级叶片背径面一侧的叶顶处，第二定位块(3)顶在调节级叶片内径面和背径面一侧的叶顶处。
2.根据权利要求1所述调节级叶片定位夹具，其特征在于：顶丝定位组件(4)包括顶丝块和顶丝，顶丝块固定安装在夹具体(1)的上端面上，顶丝螺纹安装在顶丝块上，且顶丝顶在调节级叶片背径面一侧的叶顶处。
3.一种利用权利要求1或2所述调节级叶片定位夹具加工调节级叶片汽道型线的加工方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：安装：将夹具体(1)安装在五轴数控铣床的工作台上，加工前调节级叶片三个汽道型线有两个型腔，每个型腔的加工面有0.5mm的加工余量；
步骤二：定位：将调节级叶片倒立放置在夹具体(1)的上端面上，顶丝顶在调节级叶片背径面一侧的叶顶处，第一定位块(2)顶在调节级叶片内径面一侧的叶顶处，第二定位块(3)顶在调节级叶片内径面和背径面一侧的叶顶处；
步骤三：粗加工：通过五轴数控铣床用φ8r4球头铣刀对调节级叶片两侧的三个汽道型线进行粗加工，加工后A-B弧形面(6)、C-D弧形面(8)、E-F弧形面(9)和F-G弧形面(10)四个弧面中每个弧形面的加工余量为0.3mmm，粗加工时φ8r4球头铣刀的加工参数转速n1，转速单位为r/min，n1的数值为2200，粗加工时φ8r4球头铣刀的加工参数走刀速度f1，速度单位为mm/min，f1的数值为150；
步骤四：半精加工：通过五轴数控铣床用φ8r4球头铣刀对调节级叶片两侧的三个汽道型线进行半精加工，加工后A-B弧形面(6)、C-D弧形面(8)、E-F弧形面(9)和F-G弧形面(10)四个弧面中每个弧形面的加工余量为0.2mmm，半精加工时φ8r4球头铣刀加工参数转速n2，转速单位为r/min，n2的数值为2600，精加工时φ8r4球头铣刀加工参数走刀速度f2，速度单位为mm/min，f2的数值为800；
步骤五：精加工：通过五轴数控铣床用φ8r4球头铣刀对调节级叶片两侧的三个汽道型线进行精加工，加工后A-B弧形面(6)、C-D弧形面(8)、E-F弧形面(9)和F-G弧形面(10)四个弧面中每个弧形面的加工后精度在0.05mm范围内，精加工时φ8r4球头铣刀加工参数转速n3，转速单位为r/min，n3的数值为2600，精加工时φ8r4球头铣刀加工参数走刀速度f3，速度单位为mm/min，f3的数值为800；
步骤六：B-C弧面(7)加工，通过五轴数控铣床用φ8r4棒棒糖铣刀对调节级叶片每个型腔的B-C弧面(7)加工，加工后型腔的B-C弧面(7)的加工后精度在0.05mm范围内，通过φ8r4棒棒糖铣刀加工时加工参数转速n4，转速单位为r/min，n4的数值为2600，φ8r4棒棒糖铣刀加工时加工参数走刀速度f4，速度单位为mm/min，f4的数值为800；
步骤七：通过步骤一至步骤五完成调节级叶片汽道型线的加工。
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