涡轮叶片台阶面的磨削加工方法技术

本发明专利技术公开了一种涡轮叶片台阶面的磨削加工方法，包括以下步骤：a、选择采用倾斜磨削法；b、待加工涡轮叶片倾斜角度选择；c、确定砂轮修整方法；d、按照设计倾斜角度装夹待加工涡轮叶片；e、对待加工涡轮叶片的台阶面以及叶冠平面进行磨削加工；f、涡轮叶片检测，不合格提交不合格品处理，合格品进行下一工序。将砂轮结构改为与倾斜的涡轮叶片的锯齿型面向对应的锯齿形砂轮面，实现对锯齿型面的一次加工成型，并利用砂轮的外缘加工斜面，从而实现一次装夹即可完成全部尺寸加工，避免多次装夹带来的加工误差，减轻了操作者的劳动强度，提高了加工效率。

Grinding process of turbine blade step surface

The invention discloses a turbine blade step surface grinding method, which comprises the following steps: A, B, by the inclined grinding method; machining turbine blade angle selection; C, D, determination method of dressing; according to the design angle clamping machining of blade; grinding processing step surface, e treat the machining turbine blade and shroud plane; F, turbine blade detection, submit unqualified unqualified products, qualified for the next step. The grinding wheel structure is changed into a sawtooth shaped grinding wheel surface and blade tilt zigzag oriented corresponding to the implementation of the sawtooth shaped once, and the wheel rim processing slope, so as to achieve a fixture to complete all size processing, processing error to avoid repeated loading entrainment, reduce the labor intensity the operator, improve the processing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
涡轮叶片台阶面的磨削加工方法
本专利技术涉及航空发动机涡轮叶片加工
，特别地，涉及一种涡轮叶片台阶面的磨削加工方法。
技术介绍
航空发动机涡轮一级工作叶片，工作环境恶劣，应具有好的热强度、抗疲劳强度和蠕变性能。涡轮叶片一般由榫齿、缘板、叶身几部分构成，榫齿端面与缘板相接，相接部位通常有大小不等的转接R。(如下图6、7所示)。在加工榫齿前，需要将基准转换到缘板上，排气边上、下缘板与榫齿端面，共3个平面。同时A.B.C.D四个面形成一个台阶面。根据工艺要求，需要加工A.B.C.D.E共5个部位，原加工方法的定位方式为：由于靠进气边缘板端面均为毛坯面，无法用于定位加工，只能在精铸的叶身上选取M、N、L点和K面定位零件，然后采用平面磨分三个工步加工，第1步：加工A面，靠砂轮边缘加工B、C处，第2步：加工D面，第3步：加工E面。原加工工艺方法存在的问题：1)加工效率极低，通常一批55件叶片需要1天半约12小时加工时间，若有零件超差处理，则又要增加半天周期，加工效率低严重影响某型涡轮叶片生产交付。2)加工质量不稳定，一批零件经常有2～3件零件超差，超差零件需要通过不合格品处理，影响了零件的流动。通过分析认为造成效率低、质量不稳定的原因有3点：1)工艺方法落后从工艺流程图上可以看出从毛坯到最终加工合格，如果采用普通平面磨床加工：一个零件需要反复装夹加工、测量，一个平面至少需要装夹3次才能加工合格，一个零件至少需要反复装夹9次。操作者的劳动强度大，且效率低。多次装夹带来定位误差的隐患，若有一次装夹不稳定，则导致尺寸超差。如图8所示，转化为数控平面磨削后虽可以实现一次装夹加工所有平面，但无法解决加工尺寸波动的问题。2)工装夹具定位方式不稳定从零件的装夹上可以看到，叶片横向定位靠的是叶身进气边的两个点，上、下缘板加工面下部均悬空，导致零件在磨削加工时均形成悬臂梁结构，当余量偏大时，则加工面会出现“下沉”现象。榫头加工面下有辅助支撑，但实际操作起来相当复杂，完全靠手感，支撑力太大则把榫头顶起，太小则榫头“下沉”。夹具结构导致定位不稳定。如图9和图10所示。3)平面磨无法保证缘板侧面尺寸由于砂轮的有效加工面为砂轮的外圆，砂轮侧面在磨削过程中侧面会不断损耗，但又无法修整，因此缘板侧面尺寸会逐渐增大。同时在平面磨上加工缘板与榫齿端面转接R只能通过手工修整砂轮形成，这种修整方法一致性极差，同时危险系数高，容易导致工伤事故。如图11所示。
技术实现思路
本专利技术提供了一种涡轮叶片台阶面的磨削加工方法，以解决现有涡轮叶片台阶面加工过程中会支撑形成悬臂结构，在加工下压作用力影响下会导致涡轮叶片零件悬臂部分下沉，从而降低加工精度以及提高加工风险的技术问题。本专利技术提供一种涡轮叶片台阶面的磨削加工方法，包括以下步骤：a、选择采用倾斜磨削法；b、待加工涡轮叶片倾斜角度选择；c、确定砂轮修整方法；d、按照设计倾斜角度装夹待加工涡轮叶片；e、对待加工涡轮叶片的台阶面以及叶冠平面进行磨削加工；f、涡轮叶片检测，不合格提交不合格品处理，合格品进行下一工序。进一步地，步骤b中倾斜角度选择，具体为：将承载和装配待加工涡轮叶片的夹具调节为倾斜状态，并且使倾斜后的待加工涡轮叶片的上部与砂轮保护罩之间留有间距，以避免待加工涡轮叶片上部顶抵到砂轮主轴保护罩而缩短砂轮的使用寿命，同时避免机床Y轴接近极限位置而触发报警。进一步地，待加工涡轮叶片的倾斜角度控制在15°～40°。进一步地，待加工涡轮叶片的倾斜角度为30°。进一步地，倾斜角度调整，具体为：根据待加工涡轮叶片的尺寸以及加工要求，调整夹具倾斜角度，并装夹待加工涡轮叶片。进一步地，步骤c中确定砂轮修整方法，具体为：通过调整和确定待加工涡轮叶片的倾斜角度，使得待加工涡轮叶片的台阶面和叶冠平面转变成为锯齿型面和斜面。进一步地，采用金刚滚轮修整砂轮，直接修整出锯齿形以及转接弧形。进一步地，采用砂轮设计成与倾斜的待加工涡轮叶片的锯齿型面相匹配的锯齿形。进一步地，磨削采用大进给慢走刀的加工方式，以有利于保证加工形状；选择采用大气孔棕刚玉砂轮进行磨削加工，以保证待加工涡轮叶片在磨削时不产生烧伤现象。进一步地，步骤e具体为：采用成型磨机床直接加工待加工涡轮叶片的台阶面以及叶冠平面，从而实现一次装夹稳定加工所有面。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术涡轮叶片台阶面的磨削加工方法，采用倾斜磨削法，将下压力进行分解，减少对支撑定位下的涡轮叶片的下压作用力，无需增加支撑结构就能够维持结构稳定性以及提高加工精度。随着磨削方向的改变的同时，将涡轮叶片也设置装夹成倾斜状态，将原有的台阶面以及竖向平面加工转化为锯齿型面和斜面的加工，从而适应于倾斜磨削法。将砂轮结构改为与倾斜的涡轮叶片的锯齿型面向对应的锯齿形砂轮面，实现对锯齿型面的一次加工成型，并利用砂轮的外缘加工斜面，从而实现一次装夹即可完成全部尺寸加工，避免多次装夹带来的加工误差，减轻了操作者的劳动强度，提高了加工效率。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的涡轮叶片台阶面的磨削加工方法的步骤流程图；图2是本专利技术优选实施例的涡轮叶片台阶面的磨削力分散的示意图；图3是本专利技术优选实施例的机床磨削干涉的示意图；图4是本专利技术优选实施例的金刚滚轮修整砂的示意图；图5是本专利技术优选实施例的工艺优化后的涡轮叶片加工流程图；图6是涡轮叶片侧向的加工部位示意图；图7是涡轮叶片榫齿端俯视的加工部位示意图；图8是现有的涡轮叶片加工流程图；图9是现有的涡轮叶片夹具定位示意图；图10是现有的涡轮叶片加工受力示意图；图11是现有砂轮损耗示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。图1是本专利技术优选实施例的涡轮叶片台阶面的磨削加工方法的步骤流程图；图2是本专利技术优选实施例的涡轮叶片台阶面的磨削力分散的示意图；图3是本专利技术优选实施例的机床磨削干涉的示意图；图4是本专利技术优选实施例的金刚滚轮修整砂的示意图；图5是本专利技术优选实施例的工艺优化后的涡轮叶片加工流程图。如图1和图2所示，本实施例的涡轮叶片台阶面的磨削加工方法，包括以下步骤：a、选择采用倾斜磨削法；b、待加工涡轮叶片倾斜角度选择；c、确定砂轮修整方法；d、按照设计倾斜角度装夹待加工涡轮叶片；e、对待加工涡轮叶片的台阶面以及叶冠平面进行磨削加工；f、涡轮叶片检测，不合格提交不合格品处理，合格品进行下一工序。本专利技术涡轮叶片台阶面的磨削加工方法，采用倾斜磨削法，将下压力进行分解，减少对支撑定位下的涡轮叶片的下压作用力，无需增加支撑结构就能够维持结构稳定性以及提高加工精度。随着磨削方向的改变的同时，将涡轮叶片也设置装夹成倾斜状态，将原有的台阶面以及竖向平面加工转化为锯齿型面和斜面的加工，从而适应于倾斜磨削法。将砂轮结构改为与倾斜的涡轮叶片的锯齿型面向对应的锯齿形砂轮面，实现对锯齿型面的一次加工成型，并利用砂轮的外缘加工斜面，从而实现一次装夹即可完成全部尺寸加工，避免多次装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮叶片台阶面的磨削加工方法，其特征在于，包括以下步骤：a、选择采用倾斜磨削法；b、待加工涡轮叶片倾斜角度选择；c、确定砂轮修整方法；d、按照设计倾斜角度装夹待加工涡轮叶片；e、对待加工涡轮叶片的台阶面以及叶冠平面进行磨削加工；f、涡轮叶片检测，不合格提交不合格品处理，合格品进行下一工序。

【技术特征摘要】
1.一种涡轮叶片台阶面的磨削加工方法，其特征在于，包括以下步骤：a、选择采用倾斜磨削法；b、待加工涡轮叶片倾斜角度选择；c、确定砂轮修整方法；d、按照设计倾斜角度装夹待加工涡轮叶片；e、对待加工涡轮叶片的台阶面以及叶冠平面进行磨削加工；f、涡轮叶片检测，不合格提交不合格品处理，合格品进行下一工序。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片台阶面的磨削加工方法，其特征在于，所述步骤b中倾斜角度选择，具体为：将承载和装配待加工涡轮叶片的夹具调节为倾斜状态，并且使倾斜后的待加工涡轮叶片的上部与砂轮保护罩之间留有间距，以避免待加工涡轮叶片上部顶抵到砂轮主轴保护罩而缩短砂轮的使用寿命，同时避免机床Y轴接近极限位置而触发报警。3.根据权利要求2所述的涡轮叶片台阶面的磨削加工方法，其特征在于，待加工涡轮叶片的倾斜角度控制在15°～40°。4.根据权利要求3所述的涡轮叶片台阶面的磨削加工方法，其特征在于，待加工涡轮叶片的倾斜角度为30°。5.根据权利要求3所述的涡轮叶片台阶面的磨削加工方法，其特征在于，倾斜角度调整，具体为...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文俊，苏亚涛，初文潮，易鹏，王志杰，张红丽，
申请(专利权)人：中国航发南方工业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43