CN102069196A - 一种叶盘类零件薄壁叶片车削加工的方法 - Google Patents

一种叶盘类零件薄壁叶片车削加工的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种叶盘类零件薄壁叶片车削加工的方法，包括以下步骤：将叶轮各个流道即两个叶片之间的空隙处充满聚胺脂发泡剂；待聚胺脂发泡剂固化后，将叶轮用专用夹具定位夹紧，上车床找正后再车削叶片外缘型面；车削加工完成后，将聚胺脂发泡剂通过切割或沙磨清除即可。由于本发明采用的聚胺脂发泡剂填充后即有一定的强度，对叶盘类零件也无不利影响，切削也容易。因两叶片之间填充聚胺脂发泡剂，就等于给了叶片一个支撑，有效地提高了各叶片车削时的刚度，同时也改善了车削的不连续性，减轻了加工时的振颤及变形。从而使半开式叶轮，特别是宽深流道三元叶轮叶片外缘型面的加工精度得以提高。

Description

一种叶盘类零件薄壁叶片车削加工的方法
技术领域
本发明涉及一种涉及叶盘类零件的薄壁叶片加工工艺，特别是一种叶盘类零件薄壁叶片车削加工的方法。
背景技术
离心压缩机的叶轮是它的核心部件之一，直接影响着压缩机的性能。因此，叶轮的设计与制造一直是透平机械研究的重点。随着技术的进步，叶轮的气动性能不断地提高，其结构也日趋复杂，加工所需工时多，叶轮加工成本在整个压缩机制造中所占比重也日趋增大。因此，研究新的加工方法一直是透平机械行业追求的目标。同时，叶轮的加工精度也影响着压缩机的性能。
如图1所示，在叶轮尤其是半开式叶轮的制造过程中，当完成叶轮流道及叶片的数控铣削后，还需要按图纸尺寸精车由各叶片所形成的曲面，即叶片的外缘型面，以达到叶轮的加工精度要求。此时因为流道内的材料已经铣削去除，所以对叶片外缘型面的车削加工是一种断续切削。叶片的厚度通常较薄，因此刚度较差，这样就引起了车削时叶片的振颤和变形。这除了导致车刀易断刀或崩刃等非正常损坏、从而使加工成本上升外，还导致加工效率的降低和加工精度难以提高，同时对车工技术要求也较高。这是长期困扰叶轮加工、影响加工精度和成本的一个难题。这种情况特别在大直径、宽深流道三元叶轮中尤其严重。
发明内容
为了解决叶盘类零件薄壁叶片在车削时因非连续切削而产生的振动及变形问题，本发明要设计一种可以提高薄壁叶片在车削其锥形曲面时的刚度和叶盘的加工精度的叶盘类零件薄壁叶片车削加工的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种叶盘类零件薄壁叶片车削加工的方法，包括以下步骤：
A、将叶轮各个流道即两个叶片之间的空隙处充满聚胺脂发泡剂；
B、待聚胺脂发泡剂固化后，将叶轮用专用夹具定位夹紧，上车床找正后再车削叶片外缘型面；
C、车削加工完成后，将聚胺脂发泡剂通过切割或沙磨清除即可。
本发明所述的聚胺脂发泡剂的性能满足以下要求：
密度不小于10kg/m3；
拉伸粘结强度不小于80kPa；
剪切强度不小于80kPa；
尺寸稳定性好；
在-10℃～80℃的温度范围内，固化泡沫体保持良好的弹性和粘结力。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明采用的聚胺脂发泡剂填充后即有一定的强度，对叶盘类零件也无不利影响，切削也容易。因两叶片之间填充聚胺脂发泡剂，就等于给了叶片一个支撑，有效地提高了各叶片车削时的刚度，同时也改善了车削的不连续性，减轻了加工时的振颤及变形。
2、本发明的叶片车削加工完成后，将聚胺脂发泡剂通过切割或沙磨清除即可，对叶盘类零件无影响。
3、本发明提高了叶盘类零件在车削由薄壁叶片所形成的曲面时的刚度，解决了叶盘类零件薄壁叶片在车削时因非连续切削而产生的振动及变形问题，从而使半开式叶轮，特别是宽深流道三元叶轮叶片外缘型面的加工精度得以提高。
4、本发明不仅可以应用于压缩机等透平机械叶盘类零件的加工，还可以应用于航空航天发动机和发电机等的涡轮制造中。相关技术亦可推广应用到其它领域的叶盘类零件的加工中，具有广阔的应用和市场前景。
附图说明
本发明共有附图2张，其中：
图1是半开式三元流叶轮结构示意图。
图2是叶轮各流道充满聚胺脂发泡剂的半开式三元流叶轮结构示意图。
图中：1、叶片，2、聚胺脂发泡剂。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-2所示，一种半开式三元流叶轮结构的薄壁叶片车削加工的方法，包括以下步骤：
A、将叶轮各个流道即两个叶片1之间的空隙处充满聚胺脂发泡剂2；
B、待聚胺脂发泡剂2固化后，将叶轮用专用夹具定位夹紧，上车床找正后再车削叶片1外缘型面；
C、车削加工完成后，将聚胺脂发泡剂2通过切割或沙磨清除即可。
本发明所述的聚胺脂发泡剂2的性能满足以下要求：
密度不小于10kg/m3；
拉伸粘结强度不小于80kPa；
剪切强度不小于80kPa；
尺寸稳定性好；
在-10℃～80℃的温度范围内，固化泡沫体保持良好的弹性和粘结力。

Claims (2)

1.一种叶盘类零件薄壁叶片车削加工的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、将叶轮各个流道即两个叶片(1)之间的空隙处充满聚胺脂发泡剂(2)；
B、待聚胺脂发泡剂(2)固化后，将叶轮用专用夹具定位夹紧，上车床找正后再车削叶片(1)外缘型面；
C、车削加工完成后，将聚胺脂发泡剂(2)通过切割或沙磨清除即可。
2.根据权利要求1所述的一种叶盘类零件薄壁叶片车削加工的方法，其特征在于：所述的聚胺脂发泡剂(2)的性能满足以下要求：
密度不小于10kg/m3；
拉伸粘结强度不小于80kPa；
剪切强度不小于80kPa；
尺寸稳定性好；
在-10℃～80℃的温度范围内，固化泡沫体保持良好的弹性和粘结力。
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