[发明专利]一种航空发动机叶片的精密加工工艺装备及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机叶片的加工技术领域，具体涉及一种航空发动机叶片的精密加工工艺装备及加工方法。

背景技术

压气机精密锻造叶片是航空涡轮喷气发动机中的关键零部件，当前国内在此类叶片上的主要加工方法是基于叶身低熔点合金浇注的加工方式，即对已经完成叶身无余量精锻和进排气边加工的叶片毛料，六点定位夹持后对叶身进行浇注成为浇注块，把复杂的叶身点定位转换成规则的面定位，进而进行叶片榫头的加工。但是这种工艺存在着非常明显的缺陷：工艺链长、生产准备复杂、工作效率低，低熔点合金的浇注和融化带来了叶片表面的残留和清理问题，浇注和溶化工况恶劣等。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提出一种航空发动机叶片的精密加工工艺装备及加工方法，直接对叶片的薄壁曲面叶身进行定位夹紧，进而进行榫头加工，能够在叶片生产中实现连续的机械操作及加工，提高工作效率和加工质量。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种航空发动机叶片的精密加工工艺装备，包括固定在基础台面1上的定位装置2、夹紧装置3和辅助支撑装置4，所述定位装置2用于叶片的叶身曲面定位，所述夹紧装置3用于实现对叶身的夹紧，所述辅助支撑装置4固定在定位装置2和夹紧装置3的外部，辅助支撑装置4的工作头直接与叶片7的榫头部位接触；主控制器5通过控制回路6对夹紧装置3和辅助支撑装置4上的液压油缸进行控制。

所述定位装置2包括固定在基础台面1上的定位基体8、安装在定位基体8上的主定位块10和侧定位块9，在所述主定位块10面上分布有三个定位销11，三个定位销11作为主定位件与叶片7的薄壁曲面叶身接触，在主定位块10上部装有定位销柱13用于和叶片7的缘板接触，在所述侧定位块9上设有两个定位件12与叶片7的进气缘接触。

所述夹紧装置3由主夹紧机构和侧向夹紧机构组成，所述主夹紧机构包括固定在基础台面1上的主夹紧基体14以及和主夹紧基体14连接的主夹紧块16，主夹紧块16上装有三个夹紧头17用于夹紧叶片7的叶身；所述侧向夹紧机构由侧向夹紧基体15和其上的侧向夹紧头18组成，侧向夹紧头18用于从侧向夹紧叶片7的排气缘，主夹紧机构的主夹紧基体14中和侧向夹紧机构的侧向夹紧基体15中均设有液压油缸，分别用于驱动各自的夹紧块16和侧向夹紧头18运动。

所述辅助支撑装置4包括四个独立的相对设置的辅助支撑机构，辅助支撑机构包括固定在基础台面1上的基体19、固定在基体19上的工作头21以及推动工作头21与叶片7的榫头接触并锁紧的支撑液压油缸20。

所述的主控制器5包括PLC可编程控制系统和液压控制阀，PLC可编程控制系统通过液压控制阀和控制回路6操作各个液压油缸。

基于所述精密加工工艺装备对航空发动机叶片进行加工的方法，包括如下步骤：

步骤1：编制好榫头加工的数控程序、工装的数控程序；

步骤2：在工装中放入叶片7后，由液压油缸通过主夹紧机构和侧向夹紧机构将叶片7推向定位装置2的三个定位销11以实现定位，夹紧后将主夹紧机构和侧向夹紧机构锁紧；

步骤3：通过四个辅助支撑机构的支撑液压油缸20将工作头21伸出接触到叶片7榫头，然后锁紧；

步骤4：加工过程中，按照工装的数控程序，在刀具加工叶片7榫头某一方向的表面时，将该处的辅助支撑机构的工作头21退至安全距离；待刀具离开这一表面后，伸出工作头21与加工面再次接触，直至完成榫头的加工。

本发明的有益效果是：采用了针对薄壁曲面叶身的直接定位夹紧、针对榫头的多方向辅助支撑、针对液压系统的数字化控制等技术，提出了无余量精密锻造叶片的数控加工新工艺；通过此工艺装备可以直接对叶片进行数控装夹和加工，避免了传统工艺中低熔点合金的浇注和融化过程，提高了零件的加工效率和质量；本发明具有自动化水平高、工艺质量好、工艺方法新颖等特点，适用于航空发动机叶片的精密数控加工，能够为大规模自动化叶片生产线提供关键技术基础。

附图说明

图1是本发明工艺装备的整体结构示意图。

图2是本发明工艺装备中定位装置的结构示意图。

图3是本发明工艺装备中夹紧装置的结构示意图。

图4是本发明工艺装备中辅助支撑机构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。