一种轴颈式压气机叶片的加工方法技术

本发明专利技术提供了一种轴颈式压气机叶片的加工方法，具体步骤如下：步骤一：以毛坯上的六个定位点为定位基准，将毛坯定位安装在五轴加工中心上；步骤二：铣削加工大端的各形状要素至成品尺寸，得到环形安装槽和角向安装面；步骤三：铣削加工小端的各形状要素至成品尺寸，得到小端轴颈，此时毛坯转变为中间体a；步骤四：以环形安装槽的外圆、小端轴颈外圆和角向安装面为定位基准将中间体a定位安装在五轴加工中心上，并在中间体a的两端施加预拉力；步骤五：铣削加工叶身的叶盆侧和叶背侧以及叶身两端的其他形状要素至成品尺寸。本发明专利技术能够避免多次基准转换产生的误差累积，使得叶片变形集中，从而使得加工过程中叶片的变形可控。从而使得加工过程中叶片的变形可控。从而使得加工过程中叶片的变形可控。

【技术实现步骤摘要】
一种轴颈式压气机叶片的加工方法


[0001]本专利技术涉及机械加工
，具体而言，涉及一种轴颈式压气机叶片的加工方法。

技术介绍

[0002]某型号压气机叶片结构如图1和图2所示，由大端轴颈7、小端轴颈4、大端安装板、小端安装板、环形安装槽11和叶身1组成，大端轴颈7和小端轴颈4同轴，大端轴颈7分布于叶身1的第一端，小端轴颈4分布于叶身1的第二端，大端安装板处于大端轴颈7与叶身1之间，小端安装板处于小端轴颈4和叶身1之间，环形安装槽11处于大端轴颈7和大端安装板之间。上述结构一体成型，由如图3所示的叶片毛坯13机加工而成，其夹装定位如图3所示，为典型的叶片式六点定位。目前，行业内对于此类型的叶片加工较成熟的工艺为：首先以叶身的六点定位在大小端轴颈的端面钻中心孔，然后以中心孔定位粗车大小端轴颈、槽及外圆，再以大小端轴颈定位粗铣叶身及安装板内侧面，然后以精车大小端轴颈、槽及外圆，再精铣叶身及安装板内侧面。这种常规的工艺有以下缺点：
[0003]1.机加工序多，使用的加工设备、专用夹具和专用测具多，加工周期长；
[0004]2.机加时将毛坯六点基准转换至两端中心孔，而中心孔在加工过程中随着叶片变形会产生偏斜，且无法调整，导致精加工尺寸超差；
[0005]3.叶身粗铣后再精车大端、小端轴颈，导致叶片整体刚性不足，易变形，造成轴颈外圆的尺寸超差；
[0006]4.精铣叶身之后叶片变形导致小端相对于大端的同轴度超差；
[0007]5.加工流程长，加工过程变量多，变形量难以分析和控制。<br/>
技术实现思路

[0008]针对现有技术之不足，本专利技术的目的在于提供一种轴颈式压气机叶片的加工方法，可避免多次基准转换产生的误差累积，使得叶片变形集中，从而使得加工过程中叶片的变形可控。
[0009]本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：
[0010]一种轴颈式压气机叶片的加工方法，包括工件一次夹装、铣大端、铣小端、工件二次夹装和铣叶身型面的工序，具体步骤如下：
[0011]步骤一、工件一次夹装：以毛坯上的六个定位点为定位基准，将毛坯定位安装在五轴加工中心上；
[0012]步骤二、铣大端：铣削加工大端的各形状要素至成品尺寸，得到环形安装槽和角向安装面；
[0013]步骤三、铣小端：铣削加工小端的各形状要素至成品尺寸，得到小端轴颈，此时毛坯转变为中间体a；
[0014]步骤四、工件二次夹装：以环形安装槽的外圆、小端轴颈外圆和角向安装面为定位
基准将所述中间体a定位安装在五轴加工中心上，并在中间体a的两端施加预拉力；
[0015]步骤五、铣叶身型面：铣削加工叶身的叶盆侧和叶背侧以及叶身两端的其他形状要素至成品尺寸。
[0016]根据一种优选实施方式，所述步骤二中铣削环形安装槽包括以下步骤：
[0017]B1：粗铣环形安装槽的外圆面和环形安装槽的内圆面，并且在成品尺寸的基础上留0.1
‑
0.2mm的加工余量；
[0018]B2：精铣环形安装槽的外圆面，预留0.02mm的径向加工余量，精铣后采用外径千分尺测量环形安装槽的外圆直径，根据测量进行补偿，重新运行五轴加工中心程序再次铣削，使得环形安装槽的外圆面至成品尺寸；
[0019]B3：精铣环形安装槽的内圆面，预留0.02mm的径向加工余量，精铣后采用壁厚卡钳测量环形安装槽壁厚，根据测量值补偿，重新运行五轴加工中心程序再次铣削，使得环形安装槽的内圆面至成品尺寸。
[0020]根据一种优选实施方式，所述步骤二中铣削角向安装面包括以下步骤：
[0021]C1：粗铣角向安装面，并且在成品尺寸的基础上留0.1
‑
0.2mm的加工余量；
[0022]C2：精铣角向安装面，并且预留0.02mm的加工余量，精铣后检测角向安装面的尺寸，根据测量值补偿，重新运行五轴加工中心程序再次铣削，使得角向安装面至成品尺寸。
[0023]根据一种优选实施方式，所述步骤三中铣小端轴颈包括以下步骤:
[0024]D1：粗铣小端轴颈，并且在成品尺寸的基础上留0.1
‑
0.2mm的加工余量；
[0025]D2：精铣小端轴颈，并且预留0.02mm的径向加工余量，精铣后采用外径千分尺测量小端轴颈的直径，根据测量值补偿，重新运行五轴加工中心程序再次铣削，使得小端轴颈至成品尺寸。
[0026]根据一种优选实施方式，所述步骤四的具体步骤如下：
[0027]E1：于所述环形安装槽内填充仿形支撑，于所述环形安装槽外套设第一衬套后得到待夹环形安装槽，然后用五轴加工中心的A轴三爪卡盘将所述待夹环形安装槽夹持固定；
[0028]E2：于所述小端轴颈外套设第二衬套后得到待夹轴，然后用五轴加工中心的C轴三爪卡盘将所述待夹轴夹持固定；
[0029]E3：五轴加工中心的A轴和C轴对所述中间体a沿其轴向施加所述预拉力。
[0030]根据一种优选实施方式，所述步骤五中铣削加工叶身的叶盆侧和叶背侧包括以下步骤：
[0031]G1：粗铣叶身的叶盆侧和叶背侧，并且预留0.5mm的加工余量；
[0032]G2：精铣叶身的叶盆侧和叶背侧至成品尺寸。
[0033]根据一种优选实施方式，还包括抛光步骤，所述抛光步骤处于所述步骤五之后；使用抛光机抛光叶身的叶盆侧和叶背侧以及其他需要抛光处理的形状要素。
[0034]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0035]本专利技术从毛坯至成品的加工过程中，只需要进行两次夹装，工件一次夹装时以毛坯的六处定位点为基准将大端轴颈和小端轴颈直接加工至成品尺寸，避免了传统加工工艺中多次基准转换造成的误差累积，同时大大减少加工设备、专用夹具、专用测具，大大缩短了生产周期，然后以两端为基准进行工件二次夹装，本次夹装直接完成工件的加工，将叶片在加工过程中的变形全部集中在该工序，使得变形量可控，便于变形数据的收集和分析，使
得后期通过调整刀具结构以及相关切削参数控制叶片的变形得以实现。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0037]图1为本专利技术中压气机叶片的立体结构示意图；
[0038]图2为本专利技术中压气机叶片的正视结构示意图；
[0039]图3为本专利技术中毛坯的正视结构示意图。
[0040]图标：1
‑
叶身，2
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小端安装板内侧面，3
‑
小端安装板外圆，4
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小端轴颈，5
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小端外端面，6
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大端安装板外圆，7
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大端轴颈，8
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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴颈式压气机叶片的加工方法，其特征在于：包括工件一次夹装、铣大端、铣小端、工件二次夹装和铣叶身型面的工序，具体步骤如下：步骤一、工件一次夹装：以毛坯(13)上的六个定位点(14)为定位基准，将毛坯(13)定位安装在五轴加工中心上；步骤二、铣大端：铣削加工大端的各形状要素至成品尺寸，得到环形安装槽(11)和角向安装面(10)；步骤三、铣小端：铣削加工小端的各形状要素至成品尺寸，得到小端轴颈(4)，此时毛坯(13)转变为中间体a；步骤四、工件二次夹装：以环形安装槽(11)的外圆、小端轴颈(4)外圆和角向安装面(10)为定位基准将所述中间体a定位安装在五轴加工中心上，并在中间体a的两端施加预拉力(F)；步骤五、铣叶身型面：铣削加工叶身(1)的叶盆侧和叶背侧以及叶身(1)两端的其他形状要素至成品尺寸。2.根据权利要求1所述的轴颈式压气机叶片的加工方法，其特征在于：所述步骤二中铣削环形安装槽(11)包括以下步骤：B1：粗铣环形安装槽(11)的外圆面和环形安装槽(11)的内圆面，并且在成品尺寸的基础上留0.1
‑
0.2mm的加工余量；B2：精铣环形安装槽(11)的外圆面，预留0.02mm的径向加工余量，精铣后采用外径千分尺测量环形安装槽(11)的外圆直径，根据测量进行补偿，重新运行五轴加工中心程序再次铣削，使得环形安装槽(11)的外圆面至成品尺寸；B3：精铣环形安装槽(11)的内圆面，预留0.02mm的径向加工余量，精铣后采用壁厚卡钳测量环形安装槽(11)壁厚，根据测量值补偿，重新运行五轴加工中心程序再次铣削，使得环形安装槽(11)的内圆面至成品尺寸。3.根据权利要求1所述的轴颈式压气机叶片的加工方法，其特征在于：所述步骤二中铣削角向安装面(10)包括以下步骤：C1：粗铣角向安装面(10)，并且在成品...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱宇，叶华强，何先东，张爱民，郑珂，徐培江，
申请(专利权)人：成都和鸿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：