CN105290744B - 透平叶片阻尼凸台粗加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种透平叶片阻尼凸台粗加工方法，包括以下步骤：（1）选用刀头与刀杆之间的半径差值大于等于待加工的阻尼凸台倒扣阴面深度的刀具；（2）根据所述阻尼凸台特征及所选用刀具特征生成该阻尼凸台的数控加工程序，通过对该刀具姿态控制，让该刀具的圆角加工该阻尼凸台陡峭的曲面和阻尼凸台与叶片型面根部转接位置，该刀具的刀杆细小的位置让开该阻尼凸台阴面的干涉部位。它采用一把刀具完成阻尼凸台型面及阻尼凸台下部转接的粗加工，为精加工留均匀余量，提高加工质量；不需要更换刀具，无效切削时间（除进退刀）短，不需要补充加工；机床负载均匀，切削过程流畅，大大提高加工效率，有效的克服了凸台加工的难题和瓶颈。

Description

透平叶片阻尼凸台粗加工方法

技术领域

本发明涉及透平叶片加工领域，具体涉及透平叶片阻尼凸台粗加工方法。

技术背景

透平叶片阻尼凸台是透平叶片汽道高度适当位置内背弧型面上的空间凸起曲面，透平叶片型面为复杂弯扭空间曲面。大叶片为改善减震特性及增强工作强度，一般都为带阻尼凸台结构。

透平叶片阻尼凸台的加工一直是叶片加工的难点和瓶颈。在数控加工叶片时，通常采用3+2的方式进行粗加工。随着设计的优化，透平机组参数越来越高，阻尼凸台变得越来越复杂，一般为异形倒扣带阴面的复杂空间曲面。为把阻尼凸台全部加工出来，传统手法需从几个不同角度进行，因为有空刀和接刀的问题，导致加工效率非常低，在叶片型面与阻尼凸台之间的区域不可避免的存在满刀切削，导致切削力大，刀具消耗大，导致叶片变形，且不能为精加工留均匀的余量。在复杂的大型汽轮机叶片批量加工过程中，阻尼凸台加工效率直接影响叶片的加工质量、加工效率和制造成本。现在能源机械随着市场的变化竞争日益激烈，不断开发新产品、不断更新加工手段降低成本来适应市场。技术人员必须采用新的、高效加工方法完成叶片的加工。

为此，期望寻求一种技术方案，以至少减轻上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种无空刀、切削负载均匀的透平叶片阻尼凸台粗加工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案。

一种透平叶片阻尼凸台粗加工方法，包括以下步骤：

（1）选用刀头与刀杆之间的半径差值大于等于待加工的阻尼凸台倒扣阴面深度的刀具；

（2）根据所述阻尼凸台特征及所选用刀具特征生成该阻尼凸台的数控加工程序，通过对该刀具姿态控制，让该刀具的圆角加工该阻尼凸台陡峭的曲面和阻尼凸台与叶片型面根部转接位置，该刀具的刀杆细小的位置让开该阻尼凸台阴面的干涉部位。

在所述步骤（1）之后且所述步骤（2）之前还包括将所述阻尼凸台分成凸台上部及凸台下部的步骤。

所述数控加工程序为三轴、四轴或者五轴联动数控加工程序。

所述步骤（2）中所述根据所述阻尼凸台特征及所选用刀具特征生成该阻尼凸台的数控加工程序步骤包括：根据所述阻尼凸台特征和该刀具特征生成所述凸台上部的第一刀具路径并设定切削深度、机床的主轴转速及进给参数，以及根据该阻尼凸台特征、所述透平叶片的汽道型面和该刀具特征生成所述凸台下部的第二刀具路径，设定切削深度、主轴转速、进给参数及主轴方向。

所述凸台上部与所述凸台下部之间的分界位置的要求是：加工该凸台上部时所述刀具的底部不参与切削。

所述第一刀具路径采用螺旋线方式。

所述第二刀具路径采用四轴螺旋线或五轴螺旋线方式。

所述刀具为燕尾刀具。

所述燕尾刀具为燕尾牛鼻刀具。

本发明具有下述有益技术效果。

本发明根据阻尼凸台特征和所选刀具特征生成数控加工程序，采用一把刀具完成阻尼凸台型面及阻尼凸台下部转接的粗加工，为精加工留均匀余量，提高加工质量；不需要更换刀具，无效切削时间（除进退刀）短，不需要补充加工；机床负载均匀，切削过程流畅，大大提高加工效率，有效的克服了凸台加工的难题和瓶颈。

本发明采用螺旋线刀具路径能有效提高加工效率；本发明余量均匀，有效提高加工质量；本发明通用性好，只需要修改数控程序，便可以加工其他型号的产品。

附图说明

图1为本发明涉及的刀具结构示意图。

图2为本发明加工内弧阻尼凸台上部倒扣阴面刀具路径示意图。

图3为本发明加工内弧阻尼凸台上部外凸阳面刀具路径示意图。

图4为本发明加工内弧阻尼凸台下部转接外凸阳面刀具路径示意图。

图5为本发明加工内弧阻尼凸台下部转接倒扣阴面刀具路径示意图。

具体实施方式

为能详细说明本发明的技术特征及功效，并可依照本说明书的内容来实现，下面结合附图对本发明的实施方式进一步说明。

图1示意性示出了本发明涉及的一种刀具10的实施例。如图1所示，该刀具10包括刀柄11、刀杆12以及刀头13。其中，H为刀具悬伸长度，该尺寸应大于阻尼凸台顶部至汽道型面的最大距离，D1为切削刃最大工作直径，D2为刀杆12直径，刀尖R由刀片决定，选取原则为不大于叶片加工部位圆角为宜，A值为刀头13与刀杆12之间的半径差值，选择刀具时，A值应不小于阻尼凸台倒扣阴面的深度，ɑ为刀头的锥角，即刀头底面与刀头外圆面的角度。

一并参见图2-5，本发明涉及的一种透平叶片20的实施例。该透平叶片20包括位于其内弧面的内弧阻尼凸台21及位于其背弧面的背弧阻尼凸台22，该内弧阻尼凸台21及背弧阻尼凸台22统称为阻尼凸台。本发明的方法均可以用于对内弧阻尼凸台21及背弧阻尼凸台22加工。为清晰及简要起见，现以加工内弧阻尼凸台21为例对本发明的方法进行说明。

本发明的一种透平叶片20阻尼凸台粗加工方法，包括以下步骤：

（1）选用半径差大于等于待加工的内弧阻尼凸台21倒扣阴面的深度的刀具10。本实施例中，刀具10选用燕尾刀具，选用燕尾牛鼻刀具较佳。

（2）根据内弧阻尼凸台21特征及所选用刀具10特征生成该内弧阻尼凸台21的数控加工程序，通过对该刀具10姿态控制，让该刀具10的圆角加工该内弧阻尼凸台21陡峭的型面和该内弧阻尼凸台21根部转接位置，该刀具10的刀杆细小的位置让开该内弧阻尼凸台21阴面的干涉部位，如图2、3所示。图2、3中，23为汽道型面。

在一些实施例中，在上述步骤（1）之后且上述步骤（2）之前还包括将内弧阻尼凸台21分成凸台上部211及凸台下部212的步骤。

在一些实施例中，上述步骤（2）中根据内弧阻尼凸台21特征及所选用刀具10特征生成内弧阻尼凸台21的数控加工程序的步骤包括：根据内弧阻尼凸台21特征和该刀具10特征生成凸台上部211的第一刀具路径30并设定切削深度、机床的主轴转速及进给参数，以及根据该内弧阻尼凸台21特征、透平叶片20的汽道型面23和该刀具10特征生成凸台下部212的第二刀具路径40，设定切削深度、主轴转速、进给参数及主轴方向，如图4、5所示。图2、3中，23为汽道型面。

较佳的，上述凸台上部211与凸台下部212之间的分界位置的要求是：加工该凸台上部211时刀具10的底部不参与切削。

第一刀具路径30采用螺旋线方式较佳。

第二刀具路径40采用四轴螺旋线或五轴螺旋线方式较佳，采用四轴或五轴刀具路径，控制刀具10切削点位，避免刀具10底部切削，减小切削力、节约刀具成本。

在一些实施例中，上述数控加工程序为三轴、四轴或者五轴联动数控加工程序。

背弧阻尼凸台22的加工过程与上述的内弧阻尼凸台21的加工方法相同，参照上述进行即可。

需要说明的是，上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何适合的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再进行描述。

上面参照实施例对本发明进行了详细描述，是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种透平叶片阻尼凸台粗加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）选用刀头与刀杆之间的半径差值大于等于待加工的阻尼凸台倒扣阴面深度的刀具；

（2）根据所述阻尼凸台特征及所选用刀具特征生成该阻尼凸台的数控加工程序，通过对该刀具姿态控制，让该刀具的圆角加工该阻尼凸台陡峭的曲面和阻尼凸台与叶片型面根部转接位置，该刀具的刀杆细小的位置让开该阻尼凸台阴面的干涉部位；

在所述步骤（1）之后且所述步骤（2）之前还包括将所述阻尼凸台分成凸台上部及凸台下部的步骤；所述凸台上部与所述凸台下部之间的分界位置的要求是：加工该凸台上部时所述刀具的底部不参与切削。

2.根据权利要求1所述的透平叶片阻尼凸台粗加工方法，其特征在于，所述数控加工程序为三轴、四轴或者五轴联动数控加工程序。

3.根据权利要求1所述的透平叶片阻尼凸台粗加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中所述根据所述阻尼凸台特征及所选用刀具特征生成该阻尼凸台的数控加工程序步骤包括：根据所述阻尼凸台特征和该刀具特征生成所述凸台上部的第一刀具路径并设定切削深度、机床的主轴转速及进给参数，以及根据该阻尼凸台特征、所述透平叶片的汽道型面和该刀具特征生成所述凸台下部的第二刀具路径，设定切削深度、主轴转速、进给参数及主轴方向。

4.根据权利要求3所述的透平叶片阻尼凸台粗加工方法，其特征在于，所述第一刀具路径采用螺旋线方式。

5.根据权利要求3所述的透平叶片阻尼凸台粗加工方法，其特征在于，所述第二刀具路径采用四轴螺旋线或五轴螺旋线方式。

6.根据权利要求1至5任一项所述的透平叶片阻尼凸台粗加工方法，其特征在于，所述刀具为燕尾刀具。

7.根据权利要求6所述的透平叶片阻尼凸台粗加工方法，其特征在于，所述燕尾刀具为燕尾牛鼻刀具。