CN108714770A - 一种发动机整流导向叶片加工的方法 - Google Patents

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刘金凤
马辉
李飞
郭海
冯全全
杜家燕
张静怡
宫永青
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Abstract

本发明提供的一种发动机整流导向叶片的加工方法，包括以下步骤：步骤1，将棒料在成型模具中进行精锻成型，得到精锻半成品零件；步骤2，将精锻半成品零件装夹在数控铣床上进行加工；步骤3，将步骤2所得的铣加工半成品零件装夹在数控磨床上进行加工；步骤4，将步骤3所得的磨削加工半成品零件装夹在车铣复合加工中心上进行加工最终完成发动机整流导向叶片的加工；该加工方法减少了叶身型面的加工过程以及零件基准的多次转化，提高了叶片的加工质量和精度；同时，该加工流程简单，由十几道工序缩短为三道工序，有效提高了加工效率，缩短加工周期达到50％以上。

Description

一种发动机整流导向叶片加工的方法
技术领域
本发明属于发动机压气机叶片加工技术，涉及一种发动机整流导向叶片加工的方法。
背景技术
某型发动整流导向叶片结构参见图1，叶片由螺杆1、安装扁2、上轴颈3、上圆台4、叶身端面5、叶身6、尾缘7、叶身端面8、下圆台9、下轴颈10、导向槽11、叶身端面12、前缘13、叶身端面14、上工艺凸台15、下工艺凸台16组成。目前，国内加工整流导向叶片的主要方法为：1)采用模锻毛坯或棒料，先铣工艺基准、钻中心孔，以工艺基准定位粗车上下轴颈，再以轴颈和工艺凸台定位加工叶身，最后以中心孔定位精车轴颈、铣加工叶身端面。其缺点是；第一、工艺复杂、加工周期长，加工效率低。第二、加工过程中零件刚性差、基准多次转换、加工误差大，叶片型面轮廓度、叶型扭转及上下轴颈的同轴度无法保证设计要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机整流导向叶片的加工方法，解决了现有的整流导向叶片的加工方法工艺复杂、加工周期长、效率低的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种发动机整流导向叶片的加工方法，包括以下步骤：
步骤1，将棒料在成型模具中进行精锻成型，得到精锻半成品零件，该精锻半成品零件包括叶身、上工艺凸台和下工艺凸台；
步骤2，将精锻半成品零件装夹在数控铣床上进行加工，铣加工前缘和尾缘直至无零件中上差，得到铣加工半成品零件；
步骤3，将步骤2所得的铣加工半成品零件装夹在数控磨床上，进行磨削加工前缘和尾缘，得到磨削加工半成品零件；
步骤4，将步骤3所得的磨削加工半成品零件装夹在车铣复合加工中心上进行加工，在上工艺凸台上靠近叶身的上端处依次加工有叶身第二端面、上圆台、上轴颈和螺杆；
在下工艺凸台上靠近叶身的下端处依次加工有叶身第三端面、下圆台和下轴颈，
在叶身上靠近上工艺凸台处加工有第一叶身端面；在叶身上靠近下工艺凸台出加工有第四叶身端面；
其中，第一叶身端面和第三叶身端面均置于尾缘一侧，第二叶身端面和第四叶身端面置于前缘一侧，同时，在上轴颈上加工有安装扁；在下轴颈上加工有导向槽，最终完成发动机整流导向叶片的加工。
优选地，步骤1中，精锻半成品零件中的叶身无加工余量，前缘和尾缘均预留有2～3mm的余量。
优选地，步骤2中，在加工时，数控铣床的加工参数：采用直径为12mm的平底螺旋铣刀、转数为1200r/min、进给量为300mm/min。
优选地，步骤3中，在加工时，数控磨床的加工参数：砂带速度为12～20m/s、进给量为800～1000mm/min。
优选地，步骤4中，具体的加工过程为：
首先，在上工艺凸台上车加工上轴颈、上圆台、叶身第二端面和螺杆；
然后，在叶身上靠近上工艺凸台处铣加工第一叶身端面，同时，在上轴颈上铣加工安装扁；
接着，在下工艺凸台上车加工下轴颈、下圆台和第三叶身端面；
接着，在叶身上且靠近下工艺凸台处铣加工第四叶身端面，同时，在下轴颈上铣加工导向槽。
优选地，步骤4中，在车加工时，其工艺参数：粗加工时，转速为800r/min、进给量为0.08～0.1mm/min、切削深度为0.8mm；精加工时，转速为1200r/min、进给量为0.06～0.8mm/min、切削深度为0.03mm；车螺纹时，转速为180r/min、切削深度为0.01～0.03mm。
优选地，步骤4中，在铣加工安装扁时，选用平底螺旋铣刀，其工艺参数：转速为1200r/min、进给量为300mm/min；
在铣加工第一叶身端面时，选用成型铣刀，其工艺参数：转速为1250r/min、进给量为270mm/min；
在铣加工第四叶身端面时，选用成型铣刀，其工艺参数：转速为1250r/min、进给量为270mm/min；
在铣加工导向槽时，选用成型铣刀，其工艺参数：转速为2000r/min、进给量为500mm/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种发动机整流导向叶片的加工方法，首先将棒料在成型模具中加工成精锻半成品零件，再通过对精锻半成品零件进行加工，该加工方法减少了叶身型面的加工过程以及零件基准的多次转化，提高了叶片的加工质量和精度；同时，该加工流程简单，由十几道工序缩短为三道工序，有效提高了加工效率，缩短加工周期达到50％以上。
进一步的，车铣复合加工中心上进行多到工序的加工，减少了零件多次装夹基准转换带来的误差积累。
附图说明
图1是本发明涉及的精锻半成品零件结构示意图；
图2是对加工完成后的整流导向叶片的结构示意图；
其中，1、螺杆 2、安装扁 3、上轴颈 4、上圆台 5、第一叶身端面 6、叶身 7、尾缘8、第三叶身端面 9、下圆台 10、下轴颈 11、导向槽 12、第四叶身端面 13、前缘 14、第二叶身端面 15、上工艺凸台 16、下工艺凸台。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
如图1、图2所示，本发明提供的一种发动机整流导向叶片的加工方法，包括以下步骤：
步骤1，将棒料在成型模具中进行精锻成型，得到精锻半成品零件，该精锻半成品零件包括叶身6、上工艺凸台15和下工艺凸台16，其中，上工艺凸台15设置在叶身6的上端，下工艺凸台16设置在叶身6的下端，同时，叶身6无加工余量，叶身6上的前缘13和尾缘7均预留有2～3mm的余量，上工艺凸台15和下工艺凸台16均预留有余量，该余量大于等于2.5mm；
步骤2，将精锻半成品零件装夹在数控铣床上进行加工，铣加工前缘13和尾缘7直至零件中上差，得到铣加工半成品零件；其中，在装夹时，通过上工艺凸台15、下工艺凸台16、叶身6盆侧的中间截面上分别距尾缘7和前缘13距离3mm的两个点和上圆台4的内侧面对精锻半成品零件进行定位夹紧，进而保证尾缘7和前缘13的形状和尺寸；
在加工时，数控铣床的加工参数：采用直径为12mm的平底螺旋铣刀、转数为1200r/min、进给量为300mm/min；
步骤3，将步骤2所得的铣加工半成品零件装夹在数控磨床上，进行磨削加工前缘13和尾缘7，同时保证零件的尺寸和形状，得到磨削加工半成品零件；其中，在装夹时，通过上工艺凸台15、下工艺凸台16、叶身6盆侧的中间截面上分别距尾缘7和前缘13距离3mm的两个点和上圆台4的内侧面对精锻半成品零件进行定位夹紧，进而保证尾缘7和前缘13的形状和尺寸；
在加工时，数控磨床的加工参数：砂带速度为12～20m/s、进给量为800～1000mm/min；
步骤4，将步骤3所得的磨削加工半成品零件装夹在车铣复合加工中心上进行加工，在上工艺凸台15上靠近叶身6的上端处依次加工有叶身第二端面14、上圆台4、上轴颈3和螺杆1；
在下工艺凸台16上靠近叶身6的下端处依次加工有叶身第三端面8、下圆台9和下轴颈11，
其中，第一叶身端面5和第三叶身端面8均置于尾缘一侧，第二叶身端面14和第四叶身端面12置于前缘一侧；
同时，在上轴颈3上加工有安装扁2；在下轴颈10上加工有导向槽11；
在具体加工时，
首先，在上工艺凸台15上车加工上轴颈3、上圆台4、叶身第二端面14和螺杆1；
然后，在叶身6上靠近上工艺凸台15处铣加工第一叶身端面5，同时，在上轴颈3上铣加工安装扁2；
接着，在下工艺凸台16上车加工下轴颈10、下圆台9和第三叶身端面8；
接着，在叶身6上且靠近下工艺凸台16处铣加工第四叶身端面12，同时，在下轴颈10上铣加工导向槽11；最终完成发动机整流导向叶片的加工。
其中，车铣复合加工中心的车加工工艺参数见表一、铣加工工艺参数见表二：
表一车加工工艺参数
粗车加工 精车 车螺纹
F(mm/min) 0.08～0.1 0.06～0.8
S(r/min) 800 1200 180
Ap(mm) 0.8 0.03 0.01～0.03
表二铣加工工艺参数

Claims (7)

1.一种发动机整流导向叶片的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将棒料在成型模具中进行精锻成型，得到精锻半成品零件，该精锻半成品零件包括叶身(6)，叶身(6)的上端设置有上工艺凸台(15)、叶身(6)的下端设置有下工艺凸台(16)；
步骤2，将精锻半成品零件装夹在数控铣床上进行加工，铣加工前缘(13)和尾缘(7)直至零件中上差，得到铣加工半成品零件；
步骤3，将步骤2所得的铣加工半成品零件装夹在数控磨床上，进行磨削加工前缘(13)和尾缘(7)，得到磨削加工半成品零件；
步骤4，将步骤3所得的磨削加工半成品零件装夹在车铣复合加工中心上进行加工，在上工艺凸台(15)上靠近叶身(6)的上端处依次加工有叶身第二端面(14)、上圆台(4)、上轴颈(3)和螺杆(1)；
在下工艺凸台(16)上靠近叶身(6)的下端处依次加工有叶身第三端面(8)、下圆台(9)和下轴颈(11)，
在叶身(6)上靠近上工艺凸台(15)处加工有第一叶身端面(5)；在叶身(6)上靠近下工艺凸台(16)出加工有第四叶身端面(12)；
其中，第一叶身端面(5)和第三叶身端面(8)均置于尾缘一侧，第二叶身端面(14)和第四叶身端面(12)置于前缘一侧，同时，在上轴颈(3)上加工有安装扁(2)；在下轴颈(10)上加工有导向槽(11)，最终完成发动机整流导向叶片的加工。
2.根据权利要求1所述的一种发动机整流导向叶片加工的方法，其特征在于，步骤1中，精锻半成品零件中的叶身无加工余量，前缘(13)和尾缘(7)均预留有2～3mm的余量。
3.根据权利要求1所述的一种发动机整流导向叶片加工的方法，其特征在于，步骤2中，在加工时，数控铣床的加工参数：采用直径为12mm的平底螺旋铣刀、转数为1200r/min、进给量为300mm/min。
4.根据权利要求1所述的一种发动机整流导向叶片加工的方法，其特征在于，步骤3中，在加工时，数控磨床的加工参数：砂带速度为12～20m/s、进给量为800～1000mm/min。
5.根据权利要求1所述的一种发动机整流导向叶片加工的方法，其特征在于，步骤4中，具体的加工过程为：
首先，在上工艺凸台(15)上车加工上轴颈(3)、上圆台(4)、叶身第二端面(14)和螺杆(1)；
然后，在叶身(6)上靠近上工艺凸台(15)处铣加工第一叶身端面(5)，同时，在上轴颈(3)上铣加工安装扁(2)；
接着，在下工艺凸台(16)上车加工下轴颈(10)、下圆台(9)和第三叶身端面(8)；
接着，在叶身(6)上且靠近下工艺凸台(16)处铣加工第四叶身端面(12)，同时，在下轴颈(10)上铣加工导向槽(11)。
6.根据权利要求5所述的一种发动机整流导向叶片加工的方法，其特征在于，步骤4中，在车加工时，其工艺参数：粗加工时，转速为800r/min、进给量为0.08～0.1mm/min、切削深度为0.8mm；精加工时，转速为1200r/min、进给量为0.06～0.8mm/min、切削深度为0.03mm；车螺纹时，转速为180r/min、切削深度为0.01～0.03mm。
7.根据权利要求5所述的一种发动机整流导向叶片加工的方法，其特征在于，步骤4中，在铣加工安装扁(2)时，选用平底螺旋铣刀，其工艺参数：转速为1200r/min、进给量为300mm/min；
在铣加工第一叶身端面(5)时，选用成型铣刀，其工艺参数：转速为1250r/min、进给量为270mm/min；
在铣加工第四叶身端面(12)时，选用成型铣刀，其工艺参数：转速为1250r/min、进给量为270mm/min；
在铣加工导向槽(11)时，选用成型铣刀，其工艺参数：转速为2000r/min、进给量为500mm/min。
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