[发明专利]一种压气机动叶片气道型线零位切削精铣工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种叶片加工工艺，尤其是一种压气机动叶片气道型线零位切削精铣工艺，属于叶片加工工艺技术领域。 

背景技术

压气机动叶片的气道为变截面型线，约50-350mm的气道长度范围内有多达23个截面，进出气边R从R0.18mm至R0.3mm，气道轮廓度精度为±0.1mm，比其他叶片的气道轮廓度精度高得多，同时气道重心相对叶根中心位置度要求为±0.1mm，气道弯曲允许中间截面相对于两端基准截面每25.4mm变量小于0.08mm，气道与叶根的叶根纵向平台圆弧面（也称相贯面）为一个圆柱面，相贯面相对于叶根端面位置公差为+0.13/-0.38。

叶片气道型线的铣削过程中，按照传统的工艺路线，是在精铣工序的工艺上按照理论设计值加上产品气道位置度与轮廓度范围的基础上给后序抛光工序再留有0.1mm-0.2mm余量，这样虽然在精铣的铣削过程控制上得到了较大的改善，但是它直接给后序抛光带来了各种困难，抛光过程中由于大部分尺寸需要通过手工抛磨，因此传统加工工艺加工出来的压气机动叶片尺寸稳定性与精度很不容易保证。

根据基准统一原则，压气机动叶片的装配、检测基准都应该在叶根的工作面上，而在气道型线精铣加工之前，叶片已完成叶根端的精加工，包括叶根端面、叶根装配面、叶根中间体和叶根侧定位面的精加工，因此气道型线加工的第一基准也应该选择叶根装配面，但由于叶根装配面是两个与叶根中心有夹角的斜面，在装夹工件时必须要有一个比较大的推力作用在叶根端面上才能使工件装夹稳固，这就对夹具的设计结构、制作精度、操作者的装夹技术等都提出了很高的要求，而叶冠端则选择顶尖顶紧顶针孔的方式实现叶冠的定位和装夹，但是压气机动叶片气道厚度很薄，顶紧力太大将会造成叶片在加工过程中随着气道加工到成品（变薄）而变形，顶紧力太小又会造成铣削时工件发颤而挖刀，导致工件报废。

综上所述，用传统装夹方式及加工工艺进行压气机动叶片气道型线加工，加工难度大，加工精度、加工效率和成品率不能很好的满足生产要求。 

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种压气机动叶片气道型线零位切削精铣工艺，通过改变定位和装夹方式，并在精铣加工时把产品的尺寸加工到成品的公差范围内，给后序抛光留极小的接近“0”的余量，以降低叶片加工难度，提高叶片气道型线的加工精度，满足产品的高精度要求的同时保证加工效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种压气机动叶片气道型线零位切削精铣工艺，通过以下步骤完成：

（a）装夹：用双驱框架夹具将粗加工气道型线后的压气机动叶片装夹于前后双驱动结构数控铣床的回转轴上，叶片的叶根端以叶根端面、叶根进气侧和叶根中间体内平面三面定位，叶根中间体背平面压紧装夹，叶片的叶冠端以工艺头进气侧和工艺头内平面定位，工艺头背平面压紧装夹；

（b）半精加工：采用螺旋加工方式，依次半精铣叶根纵向平台圆弧面、半精铣叶根根部圆角R面、半精铣气道型线、半精铣叶根根部圆角R面，并控制加工精度，半精铣叶根根部圆角R面时由气道型线至叶根方向加工，半精铣气道型线时由叶冠至叶根方向加工；

（c）精加工：采用螺旋加工方式，依次精铣叶根纵向平台圆弧面、精铣叶根根部圆角R面、精铣气道型线，并控制加工精度使得加工后的尺寸为工艺要求尺寸，精铣叶根根部圆角R面时由气道型线至叶根方向加工，精铣气道型线时由叶冠至叶根方向加工。

所述步骤b和c中，在前后双驱动结构数控铣床的回转轴上对叶片施加浮动装夹力。

所述步骤a采用的经粗加工的压气机动叶片余量为1.5±0.3mm，所述步骤b半精加工后，叶根纵向平台圆弧面的余量为0.1-0.2mm，叶根根部圆角R面的余量为0-0.1mm，气道型线的余量为0.2-0.3mm。

所述步骤c精加工后，加工部位的尺寸位于工艺要求的上公差范围内。

所述步骤b中，半精铣叶根纵向平台圆弧面和叶根根部圆角R面时采用柳叶球头刀，铣刀转速为2800-3000r/min，进给量为2600mm/min，半精铣气道型线时采用牛鼻刀，铣刀转速为2800-3000r/min，进给量为2200-2600mm/min，再次半精铣叶根根部圆角R面时采用整体硬质合金球刀，铣刀转速为3000-3200r/min，进给量为2600mm/min。