CN109290752A - 叶型孔分组量规的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种叶型孔分组量规的加工方法，其包括如下步骤，步骤A，根据需要制造的量规个体的数量粗加工长方体型的坯件，对应每个量规个体加工出穿丝孔，步骤B，对步骤A制备的所述坯件进行热处理，之后对所述坯件的厚度方向的顶面和底面以及至少一个长度方向的侧面进行磨削加工；步骤C，对步骤B处理过的所述坯件进行精密电火花线切割加工，加工出各个所述量规个体。步骤D，对步骤C所加工的所述量规个体进行型面抛光处理，加工倒角，完成所述量规个体的加工。本发明所提供的叶型孔分组量规的加工方法，可同时批量生产不同尺寸的量规个体，从而在保障量规个体尺寸精度的前提下，大大提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机工艺装备及制造技术领域，特别地，涉及一种叶型孔分组量规的加工方法。
背景技术
带有叶型孔的零件广泛分布于航空发动机中，叶型孔分组量规主要用来检测航空发动机零件上叶型孔的尺寸及轮廓，图1为一种叶型孔分组量规的结构原理示意图，图2为图1的A-A剖视结构原理示意图，如图1-2所示，叶型孔分组量规的型面的叶型由坐标点构成，精度要求较高，一般要求轮廓度为0.01，由于整个零件外形为异形件，没有规则的基准面，而且每组叶型孔分组量规又会包含多个量规个体，量规个体的的尺寸大小不一，例如，以图2所示坐标轴来表述量规尺寸大小时，在x轴方向上，尺寸范围可以是5-35mm，在y轴方向上，尺寸范围可以是1-6mm。
由于此类零件的结构特点，决定了零件的外形没有夹持部分，而目前尚无加工设备能一次切割加工成形且保证零件的尺寸精度及形位公差要求，因此现有加工方法加工出的此类叶型孔分组量规很难满足图纸要求，而其加工质量又直接影响航空发动机带有叶型孔类零件的检验，因此如何提高加工效率和保障加工效果就是函待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种叶型孔分组量规的加工方法，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种叶型孔分组量规的加工方法，其采用电火花线切割工艺加工分组量规中的量规个体，其包括如下步骤，
步骤A，根据需要制造的量规个体的数量粗加工长方体型的坯件，对应每个量规个体加工出穿丝孔，
步骤B，对步骤A制备的所述坯件进行热处理，之后对所述坯件的厚度方向的顶面和底面以及至少一个长度方向的侧面进行磨削加工；
步骤C，对步骤B处理过的所述坯件100进行精密电火花线切割加工，加工出各个所述量规个体。具体的线切割加工过程为：
在所述量规个体的轮廓线上设定四个特征点，其中，与所述穿丝孔的轴心距离最近的为A点，距离所述穿丝孔的轴心较近的所述量规个体的轮廓线的边缘为B点，距离所述穿丝孔的轴心较远的所述量规个体的轮廓线的边缘为C点，与所述A点在同一侧叶型轮廓线上，距离所述A点的距离为该侧叶型长度1/6至1/5的切割结束点为D点，所述A点与所述D点之间的物料就是余留部分。
切割时切割丝从穿丝孔位置起始，沿路径A→B→C→D顺时针方向进行往复切割，在被切割部分与母体材料之间粘贴塞入铜片且在塞入铜片位置的坯件的表面滴上胶水，对AD段余留部分进行往复切割。
步骤D，对步骤C所加工的所述量规个体进行型面抛光处理，加工倒角，完成所述量规个体的加工。
优选地，在步骤A中，在坯料排样时，使所述量规个体的质心在一条参考线上，且使每个所述量规个体的坐标系平行。
优选地，在步骤A中，在坯料排样时，使每个量规个体的叶型的叶背面朝向所述穿丝孔。
优选地，在步骤A中，所述坯件为长方体型，所述坯件的厚度等于所述量规个体的高度。
优选地，在步骤B中，热处理过程包括90℃～820℃淬火、-70℃冰冷处理2小时(或者-100℃以下深冷处理)、220℃回火2小时。
优选地，在步骤C中，切割时切割丝从穿丝孔位置起始，沿路径A→B→C→D顺时针方向往复切割4遍。
优选地，在步骤C中，所述铜片由长条形薄铜片折叠而成，折叠后，单片厚度部分的长度只有两片厚度部分的长度的1/7-1/10。
优选地，在步骤C中，对AD段余留部分往复切割4遍。
优选地，在四遍切割过程中，第一遍切割为采用大电流切割方式，第二次切割采用低速走丝方式。
优选地，在步骤D中，倒角加工由钳工手动完成。
本发明所提供的叶型孔分组量规的加工方法，可同时批量生产不同尺寸的量规个体，从而在保障量规个体尺寸精度的前提下，大大提高了生产效率。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1为一种叶型孔分组量规的结构原理示意图；
图2为图1的A-A剖视结构原理示意图；
图3为根据本发明的一个具体实施例的一种叶型孔分组量规的加工方法的坯料排样结构原理示意图；
图4为图3的叶型孔分组量规的切割线路原理示意图；
图5为图4的叶型孔分组量规的塞铜皮的原理示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
图1为一种叶型孔分组量规的结构原理示意图；图2为图1的A-A剖视结构原理示意图；图3为根据本发明的一个具体实施例的一种叶型孔分组量规的加工方法的坯料排样结构原理示意图；图4为图3的叶型孔分组量规的切割线路原理示意图；图5为图4的叶型孔分组量规的塞铜皮的原理示意图。参见图1-5所示，本发明提供了一种叶型孔分组量规的加工方法，其采用电火花线切割工艺加工分组量规中的量规个体，其包括如下步骤，
步骤A，根据需要制造的量规个体的数量粗加工长方体型的坯件100，对应每个量规个体加工出穿丝孔101，
本发明所提供的方法可一次加工多个量规个体，参见图3所示，在坯料排样时，可使所述量规个体的质心在一条参考线200上，且可使每个所述量规个体的坐标系平行，这样可以使得所述量规的型面均较靠近所述参考线200，从而可优化电火花线切割加工时，切割丝的行程。坯件100可制成长方体型，这样，在图3的垂直于图的方向上，也就是坯料的厚度方向上，可使得坯件100等于所述量规个体的高度，从而可确保所制备的所述量规个体的高度。所述穿丝孔101的中心与所述量规个体的轮廓线间的最小间隔为5—10mm。所述量规个体的轮廓线与所述坯件100的边缘的最小距离大于等于5mm，每个所述量规个体之间的最小轮廓距离大于等于5mm，小于等于7mm，这样可以减小后继切割时的变形。
步骤B，对步骤A制备的所述坯件100进行热处理，之后对所述坯件100的厚度方向的顶面和底面以及至少一个长度方向的侧面进行磨削加工；
对所述坯件100的热处理过程可包括90℃～820℃淬火、-70℃冰冷处理2小时(或者-100℃以下深冷处理)、220℃回火2小时，
之后对所述坯件100的厚度方向的顶面和底面以及至少一个长度方向的侧面进行磨削加工，这样可保证后继加工过程中的装夹可能带来的形位公差影响。
步骤C，对步骤B处理过的所述坯件100进行精密电火花线切割加工，加工出各个所述量规个体。
具体的线切割加工过程为：
参见图4所示，在所述量规个体的轮廓线上设定四个特征点，其中，与所述穿丝孔101的轴心距离最近的为A点，距离所述穿丝孔101的轴心较近的所述量规个体的轮廓线的边缘为B点，距离所述穿丝孔101的轴心较远的所述量规个体的轮廓线的边缘为C点，与所述A点在同一侧叶型轮廓线上，距离所述A点的距离为该侧叶型长度1/6至1/5的切割结束点为D点，所述A点与所述D点之间的物料就是余留部分。
切割时切割丝从穿丝孔101位置起始，沿路径A→B→C→D顺时针方向进行往复切割，为了达到较好的表面光洁度及获得较高的尺寸精度，我们选择切割4遍。第一遍切割任务是高速稳定切割，可以选择进行大电流切割，以获得较高的切割速度。第二次切割的任务是精修，保证加工尺寸精度，通常采用低速走丝方式，并对进给速度限制在一定范围内，以消除往返切割条纹，并获得所需的加工尺寸精度。第三、四次切割的任务是抛磨修光，以获得较高的轮廓度和表面质量，实际上精修过程是一种电火花磨削，加工量甚微，不会从根本上改变工件的尺寸大小。
切割丝沿A→B→C→D方向往复切割4遍后，切割好的部分可以获得较好的表面光度及较高的尺寸精度。现只剩下AD段余留部分与母体连接，要达到两段切割后的型面保持光滑顺接，AD段余留部分也必须采用切割4遍的加工方法。在排样时，可如图3所示，使每个量规个体的叶型的叶背面朝向所述穿丝孔101，这样可就可以使AD段余留部分放在叶背部分，从而方便后继钳工的修研。
对于精密线切割工件余留部位切割的多次加工，首先必须解决被加工工件的导电问题，因为在精密线切割加工中，丝线电极的加工路线需要沿加工轨迹往复行走多次，才能保证被加工工件具有较高表面粗糙度和表面尺寸精度，这时切割加工是靠工件余留部位起到导电作用以保证电加工正常进行。但在进行工件余留部位的切割加工时，若第一次切割即切下工件余留部位，将会导致被切割部分与母体分离，工件无法固定掉下，以致导电回路中断，无法进行继续加工，所以从精密线切割加工的条件性和延续性考虑，必须使工件余留部位即便在多次切割的情况下也能保持与母体之间正常导电的要求。
为了实现上述目的，可采用在被切割好的部分和母体之间粘铜片和在切割间隙中塞铜片的处理方法来造成人为的定位条件和导电条件，使切割加工得以继续进行，同时保证切割好的部位不至于因为后续的切割应力而产生变形，其具体做法与技巧如下：
在被切割部分与母体材料之间粘贴连接铜片，其目的是使工件余留部分在切割时与母体材料相连固定，保证切割时有良好的定位条件，从而保障工件有优异的加工质量，这可依照以下步骤进行：
首先根据每个所述量规个体的大小把薄铜片(厚度根据切割丝的情况和加工部位形状而定)剪成长条形，然后在长边方向上折叠，井保证折叠部分一长一短，也就是说，折叠后，一部分为两片重叠的厚度，另一部分保持单片厚度，然后把铜片折叠的弯曲部分锤平。再把铜片塞到丝线电极加工所形成的缝隙里，同时在坯件上该部分的表面滴上502胶水，使其固定好。可以使折叠后，单片厚度部分的长度只有两片厚度部分的长度的1/7-1/10，这样，可保障较多的两片厚度部分填满切割所形成的间隙，从而保障导电性，单片部分可使得胶水能够将铜片与坯件整体粘接牢固。之后即可对AD段余留部分进行切割。
由于切割时，精密电火花线切割机床的冲水使工件所受压力较大，若单纯用铜片塞紧来保证导电和固定，容易产生以下问题：(a)铜片塞得太松，担心固定不可靠、导电不稳定；(b)铜片塞得太紧，又担心损伤工件表面、破坏形位公差，所以采用502胶水来保证被切割部分与母体材料固定；
在将铜片塞进加工部位时，应注意是：用502胶水粘贴连接铜片时应远离工件余留部件处，以免502胶水渗到余料部位造成绝缘。此外粘贴连接铜片的位置应考虑对称分布(如图5中罗马数字标注的位置所示)，且应保证同时塞紧，避免工件发生偏移，以致影响工件加工质量。保证被切割工件余留部位形状的正确性和精度的可靠性。
步骤D，对步骤C所加工的所述量规个体进行型面抛光处理，加工倒角，完成所述量规个体的加工。
倒角加工可由钳工手动完成。
本发明所提供的叶型孔分组量规的加工方法，可同时批量生产不同尺寸的量规个体，从而在保障量规个体尺寸精度的前提下，大大提高了生产效率。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种叶型孔分组量规的加工方法，其特征在于，其采用电火花线切割工艺加工分组量规中的量规个体，其包括如下步骤，
步骤A，根据需要制造的量规个体的数量粗加工长方体型的坯件，对应每个量规个体加工出穿丝孔，
步骤B，对步骤A制备的所述坯件进行热处理，之后对所述坯件的厚度方向的顶面和底面以及至少一个长度方向的侧面进行磨削加工；
步骤C，对步骤B处理过的所述坯件100进行精密电火花线切割加工，加工出各个所述量规个体。具体的线切割加工过程为：
在所述量规个体的轮廓线上设定四个特征点，其中，与所述穿丝孔的轴心距离最近的为A点，距离所述穿丝孔的轴心较近的所述量规个体的轮廓线的边缘为B点，距离所述穿丝孔的轴心较远的所述量规个体的轮廓线的边缘为C点，与所述A点在同一侧叶型轮廓线上，距离所述A点的距离为该侧叶型长度1/6至1/5的切割结束点为D点，所述A点与所述D点之间的物料就是余留部分。
切割时切割丝从穿丝孔位置起始，沿路径A→B→C→D顺时针方向进行往复切割，在被切割部分与母体材料之间粘贴塞入铜片且在塞入铜片位置的坯件的表面滴上胶水，对AD段余留部分进行往复切割。
步骤D，对步骤C所加工的所述量规个体进行型面抛光处理，加工倒角，完成所述量规个体的加工。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，在坯料排样时，使所述量规个体的质心在一条参考线上，且使每个所述量规个体的坐标系平行。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤A中，在坯料排样时，使每个量规个体的叶型的叶背面朝向所述穿丝孔。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，所述坯件为长方体型，所述坯件的厚度等于所述量规个体的高度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B中，热处理过程包括90℃～820℃淬火、-70℃冰冷处理2小时(或者-100℃以下深冷处理)、220℃回火2小时。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤C中，切割时切割丝从穿丝孔位置起始，沿路径A→B→C→D顺时针方向往复切割4遍。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，，在步骤C中，所述铜片由长条形薄铜片折叠而成，折叠后，单片厚度部分的长度只有两片厚度部分的长度的1/7-1/10。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，，在步骤C中，对AD段余留部分往复切割4遍。
9.根据权利要求6或8之一所述的方法，其特征在于，，在四遍切割过程中，第一遍切割为采用大电流切割方式，第二次切割采用低速走丝方式。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤D中，倒角加工由钳工手动完成。
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