CN115846739B - 一种转子叶片模锻件在线修基准的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转子叶片模锻件在线修基准的加工方法。技术方案为：将大端夹具安装在五坐标数控加工中心的A轴上，将模锻件叶片榫头安装至大端夹具中；将小端夹具安装在A1轴上，打开小端夹具的左钳口、右钳口；使得小端夹具的强力摩擦块顶紧模锻件叶片小端工艺台径向端面，加工模锻件叶片小端工艺台背向基准；控制A轴顺时针旋转180°，使得强力摩擦块顶紧模锻件叶片小端工艺台径向端面，加工模锻件叶片小端工艺台盆向基准；控制A轴顺时针旋转90°，使得强力摩擦块顶紧模锻件叶片小端工艺台径向端面，将小端夹具的左钳口、右钳口夹紧模锻件叶片小端工艺台背向基准和盆向基准，进行叶身型面加工。本发明能够提高叶身型面的位置度合格率。
Description
技术领域
本发明属于转子叶片加工技术领域，具体涉及一种转子叶片模锻件在线修基准的加工方法。
背景技术
目前燃机及航空发动机的转子叶片，有些采用模锻件坯料加工制备。模锻件叶片小端工艺台带工艺基准；在加工过程中，首先依据模锻件叶片小端工艺台及其工艺基准，进行叶片圆弧齿/直齿榫头的加工；然后将模锻件叶片装夹到五坐标数控加工中心（双驱五坐标叶片机）设备上，进行铣叶身型面加工。因榫齿平行度、错齿、垂直度及其实际轮廓度与理论轮廓度存在的偏差等因素影响，在大端采用榫齿定位时，叶身型面及叶尖工艺基准存在偏摆，偏摆量与叶片长度有关，按以往经验长度为50mm的叶片，偏摆量一般为0.15mm左右；以叶片小端工艺台原有工艺基准进行加工时，一般在加工时靠近叶尖截面的位置度分散度较大，加工时很难保证叶型位置度要求。
为了保证叶型位置度要求，加入了修基准工序。在叶片圆弧齿/直齿榫头的加工之后，在线切割设备上夹紧模锻件叶片大端处，进行叶片小端工艺台修基准；其后将模锻件叶片装夹到五坐标数控加工中心（双驱五坐标叶片机）设备上，进行铣叶身型面加工。因夹具制造精度及叶片过定位的影响，模锻件叶片在不同的夹具上装夹，存在多次装夹误差，叶片小端工艺台及其工艺基准与小端夹具存在干涉或间隙，造成叶片小端工艺台定位精度低、存在装夹应力；在数控铣叶身型面时，叶型位置度的合格率较低。
发明内容
本发明提供一种转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，能够进行在线修基准，消除多次装夹的定位误差及榫齿偏摆的影响，减小装夹应力，提高叶身型面的位置度合格率。
本发明的技术方案如下：
一种转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，包括如下步骤：
1）依据模锻件叶片小端工艺台及其上的工艺基准，进行模锻件叶片圆弧齿/直齿榫头的加工；
2）将大端夹具固定安装在五坐标数控加工中心的A轴上，将模锻件叶片榫头安装至大端夹具中；将小端夹具固定安装在五坐标数控加工中心的A1轴上，打开小端夹具的左钳口、右钳口；
3）控制A1轴前进，使得小端夹具的强力摩擦块顶紧模锻件叶片小端工艺台径向端面，加工模锻件叶片小端工艺台背向基准；
4）控制A1轴后退，使得小端夹具的强力摩擦块离开模锻件叶片小端工艺台径向端面；控制A轴顺时针旋转180°，再控制A1轴前进，使得小端夹具的强力摩擦块顶紧模锻件叶片小端工艺台径向端面，加工模锻件叶片小端工艺台盆向基准；
5）控制A1轴后退，使得小端夹具的强力摩擦块离开模锻件叶片小端工艺台径向端面；控制A轴顺时针旋转90°，控制A1轴前进，使得小端夹具的强力摩擦块顶紧模锻件叶片小端工艺台径向端面，将小端夹具的左钳口、右钳口夹紧模锻件叶片小端工艺台的背向基准和盆向基准，进行叶片叶身型面加工。
进一步地，所述的转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，所述步骤3）和4）中，进行首件加工时，将百分表置于叶片叶身型面上任意点，控制百分表读数变化量不超过0.01mm。
进一步地，所述的转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，所述小端夹具包括基座、双头丝杠、左钳块、右钳块、左钳口、右钳口、支座和强力摩擦块，所述双头丝杠设置在所述基座中，所述基座设有滑槽，左钳块及右钳块对称滑动配合安装在所述滑槽中且分别与所述双头丝杠螺接在一起；左钳口设置在左钳块上，右钳口设置在右钳块上，左钳口与右钳口呈对称状态；所述支座设置在所述基座前端中心处且位于左钳口与右钳口之间，强力摩擦块螺接在所述支座的前端。
进一步地，所述的转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，所述强力摩擦块的前端面上密布尖齿，所述尖齿用于增大所述强力摩擦块与模锻件叶片小端工艺台径向端面之间的摩擦力。
进一步地，所述的转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，左钳块与右钳块之间设有开口固定块。
进一步地，所述的转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，所述双头丝杠与所述基座之间设有垫片，所述垫片用于减小所述双头丝杠与所述基座之间的摩擦力。
本发明的有益效果为：本发明通过在线修基准的方法，避免了榫齿偏摆及多次装夹误差影响，提高了模锻件叶片小端工艺台基准的精度，从而减小夹紧模锻件叶片时的变形量，保证数控铣叶身型面的叶型位置要求。
附图说明
图1为小端夹具主视图；
图2为图1中A-A向剖面图；
图3为图2中B处放大图；
图4为模锻件叶片榫头安装至大端夹具中示意图；
图5为小端夹具的强力摩擦块顶紧模锻件叶片小端工艺台径向端面示意图；
图6为小端夹具的左钳口、右钳口夹紧模锻件叶片小端工艺台的背向基准和盆向基准示意图。
实施方式
如图1-6所示，一种转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，包括如下步骤：
1）依据模锻件叶片13小端工艺台及其上的工艺基准，进行模锻件叶片13圆弧齿/直齿榫头的加工；
2）将大端夹具12固定安装在五坐标数控加工中心的A轴15上，将模锻件叶片13榫头安装至大端夹具12中；将小端夹具固定安装在五坐标数控加工中心的A1轴14上，打开小端夹具的左钳口5、右钳口6；
所述小端夹具包括基座1、双头丝杠2、左钳块3、右钳块4、左钳口5、右钳口6、支座7和强力摩擦块8，所述双头丝杠2设置在所述基座1中，所述基座1设有滑槽，左钳块3及右钳块4对称滑动配合安装在所述滑槽中且分别与所述双头丝杠2螺接在一起；左钳口5设置在左钳块3上，右钳口6设置在右钳块4上，左钳口5与右钳口6呈对称状态；所述支座7设置在所述基座1前端中心处且位于左钳口5与右钳口6之间，强力摩擦块8螺接在所述支座7的前端；所述强力摩擦块8的前端面上密布尖齿11，所述尖齿11用于增大所述强力摩擦块8与模锻件叶片13小端工艺台径向端面之间的摩擦力；左钳块3与右钳块4之间设有开口固定块9；所述双头丝杠2与所述基座1之间设有垫片10，所述垫片10用于减小所述双头丝杠2与所述基座1之间的摩擦力；
3）控制A1轴14实施恒定压力或固定位移前进，使得小端夹具的强力摩擦块8顶紧模锻件叶片13小端工艺台径向端面，加工模锻件叶片13小端工艺台背向基准；
4）控制A1轴14后退，使得小端夹具的强力摩擦块8离开模锻件叶片13小端工艺台径向端面；控制A轴15顺时针旋转180°，再控制A1轴14实施恒定压力或固定位移前进，使得小端夹具的强力摩擦块8顶紧模锻件叶片13小端工艺台径向端面，加工模锻件叶片13小端工艺台盆向基准；
5）控制A1轴14后退，使得小端夹具的强力摩擦块8离开模锻件叶片13小端工艺台径向端面；控制A轴15顺时针旋转90°，控制A1轴14实施恒定压力或固定位移前进，使得小端夹具的强力摩擦块8顶紧模锻件叶片13小端工艺台径向端面，将小端夹具的左钳口5、右钳口6夹紧模锻件叶片13小端工艺台的背向基准和盆向基准，进行模锻件叶片13的叶身型面加工。
进行首件加工时，将百分表置于模锻件叶片13的叶身型面上任意点，控制百分表读数变化量不超过0.01mm。
Claims (5)
1.一种转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）依据模锻件叶片小端工艺台及其上的工艺基准，进行模锻件叶片圆弧齿/直齿榫头的加工；
2）将大端夹具固定安装在五坐标数控加工中心的A轴上，将模锻件叶片榫头安装至大端夹具中；将小端夹具固定安装在五坐标数控加工中心的A1轴上，所述小端夹具包括基座、双头丝杠、左钳块、右钳块、左钳口、右钳口、支座和强力摩擦块，所述双头丝杠设置在所述基座中，所述基座设有滑槽，左钳块及右钳块对称滑动配合安装在所述滑槽中且分别与所述双头丝杠螺接在一起；左钳口设置在左钳块上，右钳口设置在右钳块上，左钳口与右钳口呈对称状态；所述支座设置在所述基座前端中心处且位于左钳口与右钳口之间，强力摩擦块螺接在所述支座的前端；打开小端夹具的左钳口、右钳口；
3）控制A1轴前进，使得小端夹具的强力摩擦块顶紧模锻件叶片小端工艺台径向端面，加工模锻件叶片小端工艺台背向基准；
4）控制A1轴后退，使得小端夹具的强力摩擦块离开模锻件叶片小端工艺台径向端面；控制A轴顺时针旋转180°，再控制A1轴前进，使得小端夹具的强力摩擦块顶紧模锻件叶片小端工艺台径向端面，加工模锻件叶片小端工艺台盆向基准；
5）控制A1轴后退，使得小端夹具的强力摩擦块离开模锻件叶片小端工艺台径向端面；控制A轴顺时针旋转90°，控制A1轴前进，使得小端夹具的强力摩擦块顶紧模锻件叶片小端工艺台径向端面，将小端夹具的左钳口、右钳口夹紧模锻件叶片小端工艺台的背向基准和盆向基准，进行叶片叶身型面加工。
2.根据权利要求1所述的转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，其特征在于，所述步骤3）和4）中，进行首件加工时，将百分表置于叶片叶身型面上任意点，控制百分表读数变化量不超过0.01mm。
3.根据权利要求1所述的转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，其特征在于，所述强力摩擦块的前端面上密布尖齿，所述尖齿用于增大所述强力摩擦块与模锻件叶片小端工艺台径向端面之间的摩擦力。
4.根据权利要求1所述的转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，其特征在于，左钳块与右钳块之间设有开口固定块。
5.根据权利要求1所述的转子叶片模锻件在线修基准的加工方法，其特征在于，所述双头丝杠与所述基座之间设有垫片，所述垫片用于减小所述双头丝杠与所述基座之间的摩擦力。
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