CN100402209C - 透平动叶片倒t型叶根圆弧的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透平动叶片倒T型叶根圆弧的加工方法，包括以下步骤：(1)设计基于普通卧式铣床上定位的倒T型叶根圆弧专用工作台。(2)根据倒T型叶根的制造公差标准设计专用的叶根刀具。(3)把倒T型叶根圆弧专用工作台固定于普通卧式铣床工作台，将叶根铣刀装夹和待铣工件定位后，通过对普通铣床工作台三个方向的操作，配合圆弧工作台的进给，对倒T型叶根圆弧一次定位进行两肩圆弧精加工。由于本发明的装夹非常方便，因此生产效率大大提高；这种方法又基于普通卧式铣床为装备基础，故加工成本也相应降低。

Description

透平动叶片倒T型叶根圆弧的加工方法
一、技术领域
本发明涉及一种工件的加工方法，特别是一种透平动叶片倒T型叶根圆弧的加工方法。
二、背景技术
透平动叶片，例如汽轮机动叶片，在结构设计时，常常根据在其叶轮上的装配需要，把动叶片的叶根设计成倒T型结构(包括了外包倒T型或双倒T型结构)，这些叶根已经标准化(见国家专业标准ZBK54020-88以及国家专业标准ZBK54018-88)。为了在叶轮上能满足装配要求，倒T型结构在叶根两肩的装配圆弧有较高的加工精度要求，如两肩圆弧的等高H公差不得大于0.02mm。该项要求给此类叶根的铣削加工带来了较大的难度。
目前的加工方法一般有以下几种：
(1)对叶根宽度较小的倒T型叶根，在一次装夹铣出叶根两肩平面后，采用以折线代圆弧或以平面代圆弧的办法来近似满足上述技术要求，这种方法通常在叶片装配时通过钳修把叶片装上叶轮，装配精度差，效率低且不满足设计要求。
(2)对叶根宽度较大的倒T型叶根，利用专用的叶根圆弧铣床来加工，这种方法能够保证两肩圆弧的等高公差，但由于这种机床为特殊设计的机床，投资较大且调整、维修困难。
(3)采用数控机床的两轴联动加工出单侧圆弧，然后变换定位加工出另一侧圆弧。这种方法采用两次定位，理论上就存在着两肩的定位误差。为尽可能减小定位误差带来的影响，对夹具制造和操作水平都提出了很高的要求。由于在装夹时分别调整，操作复杂且难以掌握，因此加工效率低，不合格率高。
三、发明内容
1、发明目的：本发明的目的是提供一种装夹简单、铣削精度高、且成本低的透平动叶片倒T型叶根圆弧的加工方法。
2、技术方案：为实现上述目的，本发明所述的透平动叶片倒T型叶根圆弧的加工方法，包括以下步骤：
(1)设计基于普通卧式铣床上定位的倒T型叶根圆弧专用工作台。具体可根据叶根圆弧半径确定圆弧工作台的半径范围，采用上下燕尾形导轨以及丝杠螺母和手轮作为沿圆弧的进给机构，再在工作台上设计叶片定位装置和压板，作为待铣叶片的固定装置。
(2)根据倒T型叶根的形状并参考其制造公差，按照一般的成形刀具设计步骤设计专用的叶根刀具。
(3)把倒T型叶根圆弧专用工作台固定于普通卧式铣床工作台上，将专用叶根铣刀装夹和待铣工件定位后，通过对普通铣床工作台三个方向的操作，配合圆弧工作台的进给，对倒T型叶根圆弧一次定位进行两肩圆弧精加工。
在步骤(1)中，倒T型叶根圆弧专用工作台的圆弧半径的确定可根据所承担各级别叶片的圆弧半径范围确定；在步骤(2)中，专用的叶根刀具可根据倒T型叶根的不同类型和尺寸确定。
3、有益效果：将倒T型叶根圆弧专用工作台在普通卧式铣床上安装定位以后，即可将经过粗铣叶根后的叶片毛坯装夹在该工作台上，然后利用普通铣床工作台三个方向的操作调整，使叶根圆弧半径满足图纸技术要求，再通过试切与调整，使得叶根两肩圆弧的最高点的等高公差不大于0.02mm。在此基础上进行叶根圆弧的批量加工。由于本发明的装夹非常方便，因此生产效率大大提高；这种方法又基于普通卧式铣床为装备基础，故加工成本也相应降低。在首件试切符合要求后，操作人员只要把经过粗铣叶根后的叶片毛坯装夹在该工作台上，然后操作专用工作台的进给手轮，便可铣出一侧的叶根圆弧，然后再操作铣床的Y向以及Z向手柄，便可铣削另一侧的叶根圆弧，操作方便，加工精度也能符合技术要求。
四、附图说明
图1是被加工的某种汽轮机中压级叶片双倒T型叶根结构示意图。图中：1-叶根  2-叶根上齿圆弧  3-叶根下齿圆弧。
图2是本发明的倒T型叶根圆弧专用工作台示意图。图中：4-夹具本体  5-圆弧进给手轮  6-叶片压板  7-待铣叶片  8-叶根定位块。
图3是本发明的倒T型叶根专用铣刀图(以双倒T型叶根为例)。
图4是本发明的工件装夹、铣削操作示意图。图中：9-倒T型叶根圆弧铣削夹具  10-待铣叶片  11-普通卧式铣床  12-铣床工作台  13-专用叶根铣刀。
五、具体实施方法
将如图2所示的倒T型叶根圆弧专用工作台在普通卧式铣床上安装定位以后，再将图3所示刀具装于铣床主轴，然后将经过粗铣叶根后的叶片毛坯装夹在该工作台上，利用普通铣床工作台三个方向的操作调整，使叶根圆弧半径满足图纸技术要求，再通过试切与调整，使得叶根两肩圆弧的最高点的等高公差不大于0.02mm，此时根据调整后的普通铣床横向、纵向和高度方向(也称X、Y、Z方向)的最终位置，分别安装百分表反映其位移终止点。在首件试切符合要求后，操作人员只要把经过粗铣叶根后的叶片毛坯装夹在该工作台上，然后操作专用工作台的进给手轮，便可铣出一侧的叶根圆弧，然后再操作铣床的Y向以及Z向手柄，使另一侧的叶根圆弧在专用圆弧工作台上完成进给，便可铣削另一侧的叶根圆弧，将铣削后的工件放置于专用的圆弧叶根测具上测量，可检验该工序的加工精度是否符合技术要求。
采用该加工方法后，倒T型叶根圆弧铣削工序的加工效率大大提高，且质量十分稳定。
例如：如图1所示的某汽轮机具有双倒T型叶根的中压级叶片，其毛坯采用方坯。由于在方坯的六面体铣削时，本身已有较高尺寸和形位精度要求，因此在叶根粗铣后，当倒T型叶根圆弧专用工作台根据产品图纸所示的叶根圆弧半径值在卧式铣床上定位后，即可利用毛坯的某一平面基准定位安装于工作台上(如图4所示)，然后在普通卧式铣床的主轴孔上装上与该叶根相对应的叶根刀具，利用普通卧式铣床的三个进给方向的调整，对叶根圆弧进行首件铣削，当首件铣削经过测量合格后，即在普通卧式铣床的三个进给方向上固定百分表读数，以后即开始批量铣削，同时进入质量控制规程加以控制。

Claims (1)

1.一种透平动叶片倒T型叶根圆弧的加工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)设计基于普通卧式铣床上定位的倒T型叶根圆弧工作台；
(2)根据倒T型叶根的形状并参考其制造公差，设计叶根刀具；
(3)把倒T型叶根圆弧工作台固定于普通卧式铣床工作台上，将叶根刀具装夹和待铣工件定位后，通过对普通铣床工作台三个方向的操作，配合圆弧工作台的进给，对倒T型叶根圆弧一次定位进行两肩圆弧精加工；在步骤(1)中，所述圆弧工作台是根据叶根圆弧半径确定圆弧工作台的半径范围，采用上下燕尾形导轨以及丝杠螺母和手轮作为沿圆弧的进给机构，再在工作台上设计叶片定位装置和压板，作为待铣叶片的固定装置。
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