CN107790793B - 一种航空精锻叶片自适应式铣削加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种航空精锻叶片自适应式铣削加工方法，根据成品精锻叶片三维模型设置加工工序，根据毛坯三维模型设置检测工序并模拟构建基准平面，设置检测基准平面工序，通过第一夹具装夹毛坯，并得到第一加工起始零点，在此位置下，加工叶片毛坯的进排气边，铣削叶片毛坯的叶身转接R，并铣削叶片毛坯的基准平面。将铣削后的毛坯装夹在第二夹具上，并加工起始零点位置，得到第二加工起始零点，在此位置下，对毛坯进行铣削缘板工序，最终得到航空精锻叶片。解决了现有技术中由于加工零点不可变，导致精锻叶片加工合格率低、生产周期长的问题。本发明通过修改加工零点，依据叶身实际定制化加工，提高生产效率，保证叶片质量。

Description

一种航空精锻叶片自适应式铣削加工方法
技术领域
本发明属于航空发动机叶片制造技术领域，尤其涉及一种航空精锻叶片自适应式铣削加工方法。
背景技术
目前国内精锻叶片的铣削加工，主要通过浇注方式将叶身基准转换成浇注块平面基准，夹具通过夹持浇注块进行铣削，零件在加工过程中的加工零点不改变，同批次零件在批量加工前需试走数个试验件，待试验件所有尺寸检测合格后才能进行批量的浇注。
由于加工零点不可变，使得精锻叶片在加工过程中存在以下缺点：1)加工一致性偏低，零件合格率不高；2)需要试走试验件，生产周期长，影响生产进度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种航空精锻叶片自适应式铣削加工方法，解决了现有技术中精锻叶片在加工过程中由于加工零点不可变，导致零件合格率低、生产周期长的问题。本发明通过修改加工零点，创建基准平面，可以依据零件叶身实际情况定制化加工，提高生产进度和制造精度，保证了精锻叶片的产品合格率和质量。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种航空精锻叶片自适应式铣削加工方法，包括以下步骤：
步骤1:建立成品航空精锻叶片的三维模型，并根据成品航空精锻叶片的三维模型设置加工进排气边工序、铣削叶身转接R工序、铣削缘板工序以及建立基准平面工序的加工参数；并使工序零点与成品零件模型零点重合，且XYZ方向一样；将加工参数传入机床。
步骤2:建立叶片毛坯的三维模型，并根据叶片毛坯的三维模型特征点设置叶身检测工序、缘板检测工序以及工艺凸台检测工序的检测参数，将检测参数传入机床；叶片毛坯的三维模型特征点包括叶身点，叶片缘板内侧面点以及上下工艺凸台点。
并且在叶片毛坯的三维模型上模拟构建叶片加工的基准平面，在基准平面上取点并设置检测基准平面工序，传入机床。
步骤3:使毛坯的三维模型零点和成品航空精锻叶片的三维模型零点重合，且XYZ方向一样。
步骤4：把叶片毛坯装夹在第一夹具上。
步骤5:机床按照叶身检测工序、缘板检测工序和工艺凸台检测工序对叶片毛坯进行检测，得到机床第一加工起始零点位置。
步骤6:在机床第一加工起始零点位置下，使用机床加工叶片毛坯的进排气边，并且铣削叶片毛坯的叶身转接R。
步骤7:在机床第一加工起始零点位置下，对叶片毛坯进行建立基准平面工序，铣削叶片毛坯的X、Y、Z三个方向的基准平面。
步骤8:将叶片毛坯从第一夹具上拆卸，使用第二夹具对叶片毛坯进行装夹。
步骤9:在机床第一加工起始零点位置下，机床按照检测基准平面工序检测基准平面，并根据检测结果调整机床第一加工起始零点位置，直至基准平面的公差在允许的范围内，得到机床第二加工起始零点位置。
步骤10：在机床第二加工起始零点位置下，对叶片毛坯进行铣削缘板工序，最终得到航空精锻叶片。
更进一步地，本发明的特点还在于：
在步骤5中，机床重复按照叶身检测工序、缘板检测工序和工艺凸台检测工序对叶片毛坯进行检测，直到检测特征点与理论特征点的公差在0.01mm范围内，得到校正后的机床第一加工零点。
机床为带测头的五轴机床。
所述该方法还包括得到航空精锻叶片后，对加工部位的尺寸进行检测。
步骤2中叶片毛坯的三维模型特征点包括4个叶身点，1个叶片缘板内侧面点以及8个上下工艺凸台点。
步骤9中公差的范围在0.01mm内。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种航空精锻叶片自适应式铣削加工方法，首先根据成品航空精锻叶片的三维模型设置加工进排气边工序、铣削叶身转接R工序、铣削缘板工序以及建立基准平面工序的加工参数。再根据叶片毛坯的三维模型特征点设置叶身检测工序、缘板检测工序以及工艺凸台检测工序的检测参数；并在叶片毛坯的三维模型上模拟构建叶片加工的基准平面，在基准平面上取点并设置检测基准平面工序。然后使毛坯的三维模型零点和成品航空精锻叶片的三维模型零点重合，且XYZ方向一样。通过将叶片毛坯装夹在第一夹具上，并得到机床第一加工起始零点位置，在机床第一加工起始零点位置下，使用机床加工叶片毛坯的进排气边，铣削叶片毛坯的叶身转接R，并铣削叶片毛坯的X、Y、Z三个方向的基准平面。通过将铣削后的叶片毛坯装夹在第二夹具上，并根据叶片毛坯的具体位置调整第一加工起始零点位置，得到修改后的第二加工起始零点位置，在机床第二加工起始零点位置下，对叶片毛坯进行铣削缘板工序，最终得到航空精锻叶片。本发明通过修改加工零点，创建基准平面，可以依据零件叶身实际情况定制化加工，可适应零件叶身不同公差，提高生产效率、制造精度以及产品一致性，保证叶片的产品合格率和质量。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细描述：
本发明提供了一种航空精锻叶片自适应式铣削加工方法，使用带测头的五轴机床进行加工，其中使用两套夹具、三次铣削加工和两次检测，具体包括以下步骤：
步骤1:建立成品航空精锻叶片的三维模型，并根据成品航空精锻叶片的三维模型编制数控工序，数控程序包括加工进排气边工序、铣削叶身转接R工序、铣削缘板工序以及建立基准平面工序。并使工序零点与成品零件模型零点重合，且XYZ方向一样；将编制好的数控工序传入机床。
需要说明的是，加工进排气边工序简称为nc1，铣削叶身转接R工序简称为nc2，铣削缘板工序简称为nc3，建立基准平面工序简称为nc4。第一夹具加工部位使用的工序为nc1、nc2和nc4，第二夹具加工部位使用的工序为nc3。
步骤2:编制零件检测工序，零件检测包括检测零件特征点和检测基准平面，其中基准平面为nc4加工的基准平面。
步骤2.1检测零件特征点：建立叶片毛坯的三维模型，并根据叶片毛坯的三维模型特征点设置叶身检测工序、缘板检测工序以及工艺凸台检测工序的检测参数，将检测参数传入机床；叶片毛坯的三维模型特征点包括4个叶身点，1个叶片缘板内侧面点以及8个上下工艺凸台点。
步骤2.2检测基准平面：并且在叶片毛坯的三维模型上模拟构建叶片加工的基准平面，在基准平面上各取2点，并根据基准平面上所取的点设置检测基准平面工序，传入机床。该工序用以建立第二夹具上零件的机床加工零点。
需要说明的是，叶身检测工序称为mea_nc1,缘板检测工序称为mea_nc2,工艺凸台检测工序称为mea_nc3，检测基准平面工序称为mea_nc4。
步骤3:使毛坯的三维模型零点和成品航空精锻叶片的三维模型零点重合，且XYZ方向一样。
步骤4：把叶片毛坯装夹在第一夹具上。
步骤5初设机床加工零点位置：机床按照叶身检测工序mea_nc1、缘板检测工序mea_nc2和工艺凸台检测工序mea_nc3对叶片毛坯进行检测，得到最初始的机床第一加工起始零点位置。
优选地，还包括校准机床加工零点：使用循环迭代法，再次运算mea_nc1～mea_nc3对叶片毛坯进行检测，通过改变G54的XYZAB轴数值，直到检测特征点与理论特征点的公差在0.01mm范围内，得到校正后的机床第一加工零点。
步骤6:在机床第一加工起始零点位置下，执行工序nc1和nc2，使用机床加工叶片毛坯的进排气边，并且铣削叶片毛坯的叶身转接R。
步骤7建立基准平面，为第二套夹具装夹做准备:在机床第一加工起始零点位置下，执行工序nc4，对叶片毛坯进行建立基准平面工序，铣削叶片毛坯的X、Y、Z三个方向的基准平面。
步骤8:将叶片毛坯从第一夹具上拆卸，使用第二夹具对叶片毛坯进行装夹。
步骤9校准基准平面:在机床第一加工起始零点位置下，调用机床测头按照检测基准平面工序mea_nc4检测基准平面，并根据检测结果调整第一加工起始零点位置的XYZAB轴数值，从而调整机床第一加工起始零点位置，直至基准平面的公差在0.01mm范围内，得到机床第二加工起始零点位置。
步骤10：在机床第二加工起始零点位置下，对叶片毛坯进行铣削缘板工序，最终得到航空精锻叶片。
步骤11：对加工部位的尺寸进行检测，全部合格。
本发明提供的一种航空精锻叶片自适应式铣削加工方法，通过修改加工零点，创建基准平面，依据零件叶身实际情况定制化加工，可适应零件叶身不同公差，提高生产效率、制造精度以及产品一致性，保证叶片的产品合格率和质量。

Claims (6)

1.一种航空精锻叶片自适应式铣削加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1:建立成品航空精锻叶片的三维模型，并根据成品航空精锻叶片的三维模型设置加工进排气边工序、铣削叶身转接R工序、铣削缘板工序以及建立基准平面工序的加工参数；并使工序零点与成品零件模型零点重合，且XYZ方向一样；将加工参数传入机床；
步骤2:建立叶片毛坯的三维模型，并根据叶片毛坯的三维模型特征点设置叶身检测工序、缘板检测工序以及工艺凸台检测工序的检测参数，将检测参数传入机床；叶片毛坯的三维模型特征点包括叶身点，叶片缘板内侧面点以及上下工艺凸台点；
并且在叶片毛坯的三维模型上模拟构建叶片加工的基准平面，在基准平面上取点并设置检测基准平面工序，传入机床；
步骤3:使毛坯的三维模型零点和成品航空精锻叶片的三维模型零点重合，且XYZ方向一样；
步骤4：把叶片毛坯装夹在第一夹具上；
步骤5:机床按照叶身检测工序、缘板检测工序和工艺凸台检测工序对叶片毛坯进行检测，得到机床第一加工起始零点位置；
步骤6:在机床第一加工起始零点位置下，使用机床加工叶片毛坯的进排气边，并且铣削叶片毛坯的叶身转接R；
步骤7:在机床第一加工起始零点位置下，对叶片毛坯进行建立基准平面工序，铣削叶片毛坯的X、Y、Z三个方向的基准平面；
步骤8:将叶片毛坯从第一夹具上拆卸，使用第二夹具对叶片毛坯进行装夹；
步骤9:在机床第一加工起始零点位置下，机床按照检测基准平面工序检测基准平面，并根据检测结果调整机床第一加工起始零点位置，直至基准平面的公差在允许的范围内，得到机床第二加工起始零点位置；
步骤10：在机床第二加工起始零点位置下，对叶片毛坯进行铣削缘板工序，最终得到航空精锻叶片。
2.根据权利要求1所述的航空精锻叶片自适应式铣削加工方法，其特征在于，在步骤5中，机床重复按照叶身检测工序、缘板检测工序和工艺凸台检测工序对叶片毛坯进行检测，直到检测特征点与理论特征点的公差在0.01mm范围内，得到校正后的机床第一加工零点。
3.根据权利要求1所述的航空精锻叶片自适应式铣削加工方法，其特征在于，机床为带测头的五轴机床。
4.根据权利要求1所述的航空精锻叶片自适应式铣削加工方法，其特征在于，所述该方法还包括得到航空精锻叶片后，对加工部位的尺寸进行检测。
5.根据权利要求1所述的航空精锻叶片自适应式铣削加工方法，其特征在于，步骤2中叶片毛坯的三维模型特征点包括4个叶身点，1个叶片缘板内侧面点以及8个上下工艺凸台点。
6.根据权利要求1所述的航空精锻叶片自适应式铣削加工方法，其特征在于，步骤9中公差的范围在0.01mm内。
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