CN112192153A - 一种榫齿边缘倒圆方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种榫齿边缘倒圆方法，首先使榫齿的三维模型与加工设备的加工坐标重合，再使榫齿工件与加工设备的加工坐标重合，进而使三维模型与榫齿工件首先初步重合，最后采用多点拟合的方式调整三维模型的位置，使三维模型与工件完成重合，降低因为榫齿加工公差、形状公差以及安装公差导致的榫齿与其三维模型的错位，提高加工精度，最后编制加工程序和抛光成型，由于采用双重定位的方法，降低了三维模型与榫齿的偏差，保证模型与榫齿的一致性，因此采用模型的编制的程序，能够保证圆角的一致性，避免出现错位与毛刺的问题，同时采用抛光程序进行抛光，实现倒角加工与抛光的一次完成，提高加工效率，降低加工成本。

Description

一种榫齿边缘倒圆方法
技术领域
本发明涉及机械加工制造领域，具体为一种榫齿边缘倒圆方法。
背景技术
目前涡轮叶片榫头周边均采用人工操作进行倒角，由于齿形不规则，倒角的难度较大，边缘倒角的均匀度完全取决于操作人员的技术技能和责任心，而且手工倒圆效率低下，倒圆处理后的几何形状和表面质量完整性、一致性差，易产生应力集中点，造成疲劳断裂；而且操作过程中操作、防护不当，造成靠近零件处理表面处附带损伤；并且由于操作过程难以控制，容易造成零件表面去除余量不足、局部过热破坏金相组织等现象。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种榫齿边缘倒圆方法，采用自动加工技术对涡轮叶片榫齿进行倒角，保证倒角的一致性，同时大大提高倒角效率。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种榫齿周边倒圆方法，包括以下步骤：
步骤1、将榫齿的三维模型输入至加工设备，并使三维模型的中心与加工设备的加工坐标原点重合；
步骤2，将榫齿固定在加工设备的工作台，使榫齿的中心与加工设备的加工坐标原点重合；
步骤3，获取叶片榫齿上的多个点位，将三维模型对应的点位与检测的多个点位拟合，使三维模型与叶片榫齿的完全重合；
步骤4，编制倒角加工程序，以及设置加工参数；
步骤5，根据预定的倒角表面粗糙度编制倒角抛光程序；
步骤6，根据步骤4和步骤5编制的倒角加工程序和倒角抛光程序对榫齿进行加工。
优选的，步骤2中工作台上设置有工装，将榫齿的预定位置安装在工装上，使榫齿中心与加工设备的加工坐标原点重合。
优选的，步骤3中所述检测点位的数量大于6个。
优选的，所述检测点位的选择方法如下：
沿加工坐标的X,Y,Z轴分别在榫齿的表面选取至少两个点。
优选的，步骤4中所述加工参数包括起始下刀点、制定刀数、每刀切削量、刀具加工角度、刀具转速和循环次数。
优选的，所述制定刀数为8-15刀，每刀切削量为0.02-0.08mm，刀具加工角度为8-15°，铣刀转速为20000-3000r/min。
优选的，所述刀具加工角度为10°。
优选的，步骤5中抛光时采用抛光工具沿加工区域循环抛光多次。
优选的，所述抛光工具为SiC毛刷。
优选的，所述循环次数至少两次。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种榫齿边缘倒圆方法，首先使榫齿的三维模型与加工设备的加工坐标重合，再使榫齿工件与加工设备的加工坐标重合，进而使三维模型与榫齿工件首先初步重合，最后采用多点拟合的方式调整三维模型的位置，使三维模型与工件完成重合，降低因为榫齿加工公差、形状公差以及安装公差导致的榫齿与其三维模型的错位，提高加工精度，最后编制加工程序和抛光成型，由于采用双重定位的方法，降低了三维模型与榫齿的偏差，保证模型与榫齿的一致性，因此采用模型的编制的程序，能够保证圆角的一致性，避免出现错位与毛刺的问题，同时采用抛光程序进行抛光，实现倒角加工与抛光的一次完成，提高加工效率，降低加工成本。
附图说明
图1为叶片榫齿的位置形状的示意图；
图2为本发明叶片榫齿倒角的技术要求示意图；
图3为本发明叶片榫齿检测位置的示意图；
图4为本发明叶片榫齿圆角切削余量示意图；
图5为本发明叶片榫齿倒角时刀杆与铣削路径的示意图1；
图6为本发明叶片榫齿倒角时刀杆与铣削路径的示意图2。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参阅图1，一种榫齿边缘倒圆方法，包括以下步骤：
步骤1，将涡轮叶片榫齿的三维模型输入至加工设备，并使三维模型的中心与加工设备的加工坐标原点重合。
步骤2，将涡轮叶片榫齿固定在加工设备的工作台，使涡轮叶片榫齿的中心与加工设备的加工坐标原点重合，实现涡轮叶片榫齿与其三维模型初步重合。
为了提高安装效率，在工作台上设置工装，将叶片榫齿的预定位置安装在工装上，即可实现叶片榫齿的固定，同时实现涡轮叶片榫齿中心与加工设备的加工坐标重合。
步骤3，采用加工设备的检测装置，获取叶片榫齿上的多个点位，将三维模型对应的点位与检测的多个点位拟合，实现三维模型与叶片榫齿的完全重合。
由于叶片榫齿的加工公差、形状公差以及安装公差，会对后续的倒圆角产生一定影响，为了提高圆角的一致性，将三维模型上与检测点位对应的点位相拟合，即可实现三维模型与对应叶片榫齿的完全重合，避免加工公差对倒圆角的影响。
参阅图3，检测点位的选择，原则上越多越好，这样拟合的重合度越高，但是为了提供检测效率，检测点位大于6个，例如选择6个点位，则在榫齿的X，Y，Z方向分别选择两个点位。
参阅图2，例如，X10工作叶片榫齿周边倒圆角要求为R0.6±0.3，榫齿位置公差为0.05mm，形状公差为18.31±0.04，轮廓度为0.07，此些公差累计在一起，会对倒圆有一定的影响，为了提高圆角的一致性，选择检测6个点，将三维模型对应的6个点位于检测的点位相拟合，实现三维模型与叶片榫齿的重合。
步骤4，编制倒角加工程序，以及设置加工参数。
加工参数包括设定起始下刀点、制定刀数、每刀切削量、铣刀加工角度、铣刀转速和循环次数。
制定刀数为8-15刀，每刀切削量为0.02-0.08mm，铣刀加工角度为8-15°，铣刀转速为20000-3000r/min。
参阅图4-6，例如，X10工作叶片榫齿周边倒圆角要求为R0.6±0.3，圆角总切削量约为0.6mm，综合切削余量、考虑刀具直径强度、零件粗糙度及加工效率，设置榫齿每侧循环10次，每刀切削量0.06mm，铣刀转速为25000r/min。为了防止刀杆与零件缘板发生干涉，切削时，刀杆倾斜10°，整个过程可避开缘板。
步骤5，根据预定的表面粗糙度编制倒角抛光程序，用于对倒角进行抛光。
零件榫齿的预定表面粗糙度为Ra1.6，零件检测和数控铣削完成后，铣削部位存在毛刺及铣削刀痕，达不到表面粗糙度为Ra1.6的要求，为了保证粗糙度要求，铣削完成后，再加了一道光整工步，用SiC毛刷在倒圆区域正反光整2个来回，见图光整后的零件完全没有接刀痕，满足粗糙度Ra1.6要求。
步骤6，根据步骤4和步骤5编制的倒角加工程序和倒角抛光程序对叶片榫齿进行加工。
本发明提供的一种榫齿边缘倒圆方法，在加工前，先对榫齿部位进行检测，将检测值与三维模型进行比对拟合，使三维模型与零件的完成重合，提高了圆角的一致性和制造符合性；自动铣加工代替手工抛光倒圆，圆角的几何形状和表面质量完整性号、一致性高，不易产生应力集中点，提高了叶片的使用寿命；同时，自动铣加工倒圆消除了抛光噪音、粉尘对人体的伤害。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种榫齿边缘倒圆方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将榫齿的三维模型输入至加工设备，并使三维模型的中心与加工设备的加工坐标原点重合；
步骤2，将榫齿固定在加工设备的工作台，使榫齿的中心与加工设备的加工坐标原点重合；
步骤3，获取叶片榫齿上的多个点位，将三维模型对应的点位与检测的多个点位拟合，使三维模型与叶片榫齿的完全重合；
步骤4，编制倒角加工程序，以及设置加工参数；
步骤5，根据预定的倒角表面粗糙度编制倒角抛光程序；
步骤6，根据步骤4和步骤5编制的倒角加工程序和倒角抛光程序对榫齿进行加工。
2.根据权利要求1所述的一种榫齿边缘倒圆方法，其特征在于，步骤2中工作台上设置有工装，将榫齿的预定位置安装在工装上，使榫齿中心与加工设备的加工坐标原点重合。
3.根据权利要求1所述的一种榫齿边缘倒圆方法，其特征在于，步骤3中所述检测点位的数量大于6个。
4.根据权利要求3所述的一种榫齿边缘倒圆方法，其特征在于，所述检测点位的选择方法如下：
沿加工坐标的X,Y,Z轴分别在榫齿的表面选取至少两个点。
5.根据权利要求1所述的一种榫齿边缘倒圆方法，其特征在于，步骤4中所述加工参数包括起始下刀点、制定刀数、每刀切削量、刀具加工角度、刀具转速和循环次数。
6.根据权利要求5所述的一种榫齿边缘倒圆方法，其特征在于，所述制定刀数为8-15刀，每刀切削量为0.02-0.08mm，刀具加工角度为8-15°，铣刀转速为20000-3000r/min。
7.根据权利要求5所述的一种榫齿边缘倒圆方法，其特征在于，所述刀具加工角度为10°。
8.根据权利要求1所述的一种榫齿边缘倒圆方法，其特征在于，步骤5中抛光时采用抛光工具沿加工区域循环抛光多次。
9.根据权利要求8所述的一种榫齿边缘倒圆方法，其特征在于，所述抛光工具为SiC毛刷。
10.根据权利要求8所述的一种榫齿边缘倒圆方法，其特征在于，所述循环次数至少两次。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114083033A (zh) * 2021-12-08 2022-02-25 中国航发南方工业有限公司 叶片榫头倒圆方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070107218A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-17 General Electric Company Formed tenons for gas turbine stator vanes
CN101927391A (zh) * 2010-08-27 2010-12-29 大连海事大学 对破损金属部件进行自动堆焊修复的方法
CN102141389A (zh) * 2010-11-22 2011-08-03 无锡透平叶片有限公司 一种榫齿叶片的三坐标测量方法
CN103286440A (zh) * 2013-06-17 2013-09-11 沈阳飞机工业（集团）有限公司 激光切割零件的快速定位方法
CN104475835A (zh) * 2014-11-12 2015-04-01 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种叶片榫头倒圆机械加工方法
CN104889516A (zh) * 2015-05-21 2015-09-09 西安航空动力股份有限公司 一种三维空间小孔的电火花加工方法
CN107088753A (zh) * 2016-07-28 2017-08-25 中航湖南通用航空发动机有限公司 一种涡轮盘类零件榫槽边缘光整加工工艺及加工装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070107218A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-17 General Electric Company Formed tenons for gas turbine stator vanes
CN101927391A (zh) * 2010-08-27 2010-12-29 大连海事大学 对破损金属部件进行自动堆焊修复的方法
CN102141389A (zh) * 2010-11-22 2011-08-03 无锡透平叶片有限公司 一种榫齿叶片的三坐标测量方法
CN103286440A (zh) * 2013-06-17 2013-09-11 沈阳飞机工业（集团）有限公司 激光切割零件的快速定位方法
CN104475835A (zh) * 2014-11-12 2015-04-01 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种叶片榫头倒圆机械加工方法
CN104889516A (zh) * 2015-05-21 2015-09-09 西安航空动力股份有限公司 一种三维空间小孔的电火花加工方法
CN107088753A (zh) * 2016-07-28 2017-08-25 中航湖南通用航空发动机有限公司 一种涡轮盘类零件榫槽边缘光整加工工艺及加工装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114083033A (zh) * 2021-12-08 2022-02-25 中国航发南方工业有限公司 叶片榫头倒圆方法
CN114083033B (zh) * 2021-12-08 2022-12-09 中国航发南方工业有限公司 叶片榫头倒圆方法

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