CN110605543A - 透平叶片新型加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种透平叶片新型加工工艺，该工艺方案可减少叶片刚性不足带来的加工误差，可提高其加工效率和精度，同时该工艺装夹方案只需要一个补块，可以减少材料损耗。它包括如下方法：a.将透平叶片坯件采用立式固定方式进行单端固定；b.对透平叶片坯件进行五轴铣加工，铣加工时对透平叶片坯件留存一定余量后进行精加工,c.在留存余量之上进行铣削一次精加工成型。
Description
技术领域
本发明涉及透平叶片加工技术领域，尤其涉及一种透平叶片新型加工工艺。
背景技术
透平叶片是透平机械(如汽轮机、燃气轮机、水轮机等)中用以引导流体按一定方向流动，并推动转子旋转的重要部件。装在壳体上的叶片称静叶片或导叶，装在转子上的叶片称为动叶片。透平叶片的主体是叶身，其尺寸关系到透平的流通能力。透平叶片为薄壁件且形状复杂，工件刚性差，材料难切削，对表面质量要求极高，加工难度大。
现有透平叶片1采用通过增加辅助支撑来增加零件刚性，参见图1，也即在数控加工中其坯件或加工件的两端分别使用两个辅助装置2对其加工件的两端补块进行固定支撑后进行加工，透平叶片为薄壁件，，铣刀对工件加工时加工件易产生应力，两端固定方式使得叶片应力得不到释放，导致加工结束后应力释放重新分布导致工件微小变形，工件精度和表面粗糙度难以保证，同时现有精加工余量小，加工时间长。此外增加的补块占叶片材料比较大，而叶片材料价格高，提高了叶片材料成本。
鉴于此，本发明之目的公开一种透平叶片新型加工工艺，以确保透平叶片加工误差并提高其加工件的刚性同时提高其加工效率，并节省贵重材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，公开一种透平叶片新型加工工艺，可减少叶片刚性不足带来的加工误差，可提高其加工效率和精度，同时该工艺装夹方案只需要一个补块，可以减少材料损耗。
为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：
设计一种透平叶片新型加工工艺，它包括如下方法：
a.将透平叶片坯件采用立式固定方式进行单端装夹固定，叶片毛坯只在叶根设置一处补块；
b.对透平叶片坯件进行五轴铣加工，铣加工时对透平叶片坯件留存一定余量后停止进行精加工。
c.在留存余量之上进行铣削一次精加工成型。
步骤b中所述余量指在透平叶片标准件标准厚度增加0.5mm至2.0mm。
所述余量的值由透平叶片坯件的顶部至底部逐渐增大。
步骤a中，立式固定时仅对透平叶片坯件的底部补块固定，其顶部为自由状态。
上述各方法实施中使用数控机床进行。
本发明的有益效果在于：
1.采用立式一端固定方式与现有横置两端固定方式相比，更易固定，加工坯件应力在竖置方向上，相对于横置中部下沉方式更易加工，误差更小，加工时可减少叶片刚性不足带来的加工误差，可提高其加工效率和精度，同时该工艺装夹方案只需要一个补块，可以减少材料损耗。
2.采用余量一次铣削加工成型方式现对于现有技术而言，本工艺加工时更能降低刀具对加工坯件的影响，其加工坯件的钢性更易保持。
附图说明
图1为本现有技术中对透平叶片固定方式示意图；
图2为本发明中对透平叶片固定方式示意图；
图3为本发明中透平叶片及其余量剖面结构示意图；
图4为本发明之工艺对圆柱细长类零件模拟仿真示意图；
图5为本发明之工艺对圆柱细长类零件加工后的工件(图中左侧)及测试图(图中右侧)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例1：一种透平叶片新型加工工艺，参见图1至图5；
本工艺采用数控机床进行加工，采用本工艺加工时：
a.将透平叶片1坯件采用立式固定方式进行单端装夹固定于机床底座3之上，立式固定时仅对透平叶片坯件的底部固定，即叶片毛坯只在叶根设置一处补块；其顶部为自由状态。
b.加工时，首先对透平叶片坯件进行五轴铣加工，铣加工时对透平叶片坯件留存一定余量4，之后停止进行精加工，此余量4指在透平叶片标准件标准厚度上增加0.5mm至2.0mm的厚度。
c.在留存余量之上进行铣削一次精加工成型，此步骤加工时刀具由透平叶片坯件的顶部向下部进行走刀，而后返回并重复上述走刀过程直至将余量指消除后达到标准要求。
在上述余量的值由透平叶片坯件的顶部至底部可以是渐变的，即由透平叶片坯件的顶部至底部逐渐增大，此设计可以增加透平叶片坯件在加工时的钢性。
通过本工艺之方法还可以对诸如类似针状零件的加工，即实现0.007-0.2mm细长圆柱铣削加工，尺寸加工精度可达到0.5um,通过本工艺设计的仿真图及实验测试图参见图4、5所示。
综上，本发明之工艺相对于现有技术：
1.采用立式一端固定方式与现有横置两端固定方式相比，更易固定，加工坯件应力在竖置方向上，相对于横置中部下沉方式更易加工，误差更小，加工时可减少叶片刚性不足带来的加工误差，可提高其加工效率和精度，同时该工艺装夹方案只需要一个补块，可以减少材料损耗。
2.采用余量一次铣削加工成型方式现对于现有技术而言，本工艺加工时更能降低刀具对加工坯件的影响，其加工坯件的钢性更易保持。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种透平叶片新型加工工艺，其特征在于，它包括如下方法：
a.将透平叶片坯件采用立式固定方式进行单端装夹固定；
b.对透平叶片坯件进行五轴铣加工，铣加工时对透平叶片坯件留存一定余量后停止；
c.在留存余量之上进行铣削一次精加工成型。
2.如权利要求1所述的透平叶片新型加工工艺，其特征在于：步骤b中所述余量指在透平叶片标准件标准厚度增加0.5mm至2.0mm。
3.所述余量的值由透平叶片坯件的顶部至底部逐渐增大。
4.如权利要求1所述的透平叶片新型加工工艺，其特征在于：步骤a中，立式固定时仅对透平叶片坯件的底部补块固定，其顶部为自由状态。
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