CN117066966B - 整体叶环空间曲面接刀余量量化及角向调整的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种整体叶环空间曲面接刀余量量化及角向调整的加工方法。本发明的技术方案如下：整体叶环空间曲面接刀余量量化及角向调整的加工方法，数控机床编制利用3D寻边器的叶片测量程序，通过3D寻边器对整体叶环的叶片的接刀余量进行测量，分别得到叶片的叶盆及叶背的接刀余量，以此计算出角向调整值；数控机床的加工程序根据角向调整值进行修正后，进行后续加工。本发明提供的整体叶环空间曲面接刀余量量化及角向调整的加工方法，能够对接刀台阶差进行量化，并可算出角向调整角度，以保证接刀效果，加工后的台阶差可以控制在0.015mm以内，经过震动光饰即可满足设计要求。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种整体叶环空间曲面接刀余量量化及角向调整的加工方法。
背景技术
航空发动机的整体叶环包括一体加工成型的内环、叶片与外环，整体叶环零件为闭式结构，在一个工序中无法完成全部叶片型面加工。常规的工艺方法为：叶片的一半型面加工完毕后进行翻面二次装夹，在下一个工序完成叶片的另一半型面对接加工。由于二次装夹，会出现角向偏差及装夹误差，此时按照理论角向不能完成叶片上、下半部的理想对接。零件翻面后，在对接加工的过程中需要操作者根据经验人为调整角向及确定余量，对于操作者的技能要求高，并且台阶差人工准确感知困难，由于感知误差会出现对接加工后的台阶差。为保证加工精度要求，通常需要钳工对于接刀台阶进行钳修处理，由于材料为难加工材料，钳工工作繁重，还容易出现废品。
发明内容
本发明提供一种整体叶环空间曲面接刀余量量化及角向调整的加工方法，能够对接刀台阶差进行量化，并可算出角向调整角度，以保证接刀效果，加工后的台阶差可以控制在0.015mm以内，经过震动光饰即可满足设计要求。
本发明的技术方案如下：
整体叶环空间曲面接刀余量量化及角向调整的加工方法，数控机床编制利用3D寻边器的叶片测量程序，通过3D寻边器对整体叶环的叶片的接刀余量进行测量，分别得到叶片的叶盆及叶背的接刀余量，以此计算出角向调整值；数控机床的加工程序根据角向调整值进行修正后，进行后续加工。
进一步地，所述的整体叶环空间曲面接刀余量量化及角向调整的加工方法，具体包括如下步骤：
1）编制利用3D寻边器的叶片测量程序；在整体叶环的内环与外环之间的等距处设置环形截面，环形截面的直径为D；环形截面与整体叶环的叶片进行模型切割，获得叶片的理论截面，依据理论截面生成利用3D寻边器的叶片测量程序；
2）校准3D寻边器；使3D寻边器接触数控机床一固定不动的部件或者零件；利用手轮使数控机床的主轴移动一定距离，根据3D寻边器表盘指针变化，确定比例系数K，K=机床移动距离/表盘指针变化量；
3）整体叶环的叶片完成上半部分精加工后，对整体叶环翻面进行二次装夹；
4）对整体叶环的叶片下半部分进行粗加工；
5）对整体叶环的一片叶片进行半精加工；
6）通过3D寻边器按照叶片测量程序，对半精加工后的叶片的接刀余量进行测量；3D寻边器测量叶盆时，表盘指针变化量为XA，叶盆的接刀余量为LA，LA=K*XA；3D寻边器测量叶背时，表盘指针变化量为XB，叶背的接刀余量为LB，LB=K*XB；
7)计算角向调整值β；计算公式为：CTAN（β）=（LB-LA）/（D/2）；
8）数控机床的加工程序根据角向调整值进行修正；数控机床的加工程序根据角向调整值修正坐标系角向数值；
9）进行后续加工。
本发明的有益效果为：本发明能够对接刀台阶差进行量化，并可算出角向调整角度，以保证接刀效果，加工后的台阶差可以控制在0.015mm以内，经过震动光饰即可满足设计要求。降低钳工的工作量及劳动强度，提高生产效率。
附图说明
图1为整体叶环设置环形截面示意图；
图2为3D寻边器的测量轨迹示意图；
图3为半精加工后的叶片的接刀余量示意图；
图中：1为环形截面，2为叶片，3为3D寻边器的测量轨迹，4为叶盆，5为叶背。
具体实施方式
整体叶环空间曲面接刀余量量化及角向调整的加工方法，包括如下步骤：
1）编制利用3D寻边器的叶片测量程序；
如图1所示，在整体叶环的内环与外环之间的等距处设置环形截面1，环形截面1的直径为D=800mm；环形截面1与整体叶环的叶片2进行模型切割，获得叶片2的理论截面；依据理论截面生成利用3D寻边器的叶片测量程序，3D寻边器的测量轨迹3如图2所示，3D寻边器的测量轨迹3相对于理论截面的偏移量为3D寻边器的球头半径；
2）校准3D寻边器；
使3D寻边器接触数控机床一固定不动的部件或者零件；在使用3D寻边器时，通过调整3D寻边器的补偿刀长，使3D寻边器示数变化在0.01mm以内；
利用手轮使数控机床的主轴移动0.01mm，3D寻边器表盘指针变化量为0.02mm，比例系数K=0.01/0.02=0.5；
3）整体叶环的叶片完成上半部分精加工后，对整体叶环翻面进行二次装夹；
4）对整体叶环的叶片下半部分进行粗加工，余量为单边1mm；
5）使用余量为0.4mm的程序，对整体叶环的一片叶片进行半精加工；
6）通过3D寻边器按照叶片测量程序，对半精加工后的叶片的接刀余量进行测量；
如图3所示，3D寻边器测量叶盆4时，表盘指针变化量为0.7mm，叶盆4的接刀余量LA=0.5*0.7mm =0.35mm；3D寻边器测量叶背5时，表盘指针变化量为1.3mm，叶背5的接刀余量LB=0.5*1.3mm =0.65mm；
7)计算角向调整值β；
CTAN（β）=（0.65-0.35）/（800/2），
得到β=0.04297°；
8）数控机床的加工程序根据角向调整值进行修正；
数控机床的加工程序修正坐标系角向数值，角度向叶背5的那侧修正0.04297°，使两侧余量均匀；
9）进行后续加工。
Claims (1)
1.整体叶环空间曲面接刀余量量化及角向调整的加工方法，其特征在于，数控机床编制利用3D寻边器的叶片测量程序，通过3D寻边器对整体叶环的叶片的接刀余量进行测量，分别得到叶片的叶盆及叶背的接刀余量，以此计算出角向调整值；数控机床的加工程序根据角向调整值进行修正后，进行后续加工；
具体包括如下步骤：
1）编制利用3D寻边器的叶片测量程序；在整体叶环的内环与外环之间的等距处设置环形截面，环形截面的直径为D；环形截面与整体叶环的叶片进行模型切割，获得叶片的理论截面，依据理论截面生成利用3D寻边器的叶片测量程序；
2）校准3D寻边器；使3D寻边器接触数控机床一固定不动的部件或者零件；利用手轮使数控机床的主轴移动一定距离，根据3D寻边器表盘指针变化，确定比例系数K，K=机床移动距离/表盘指针变化量；
3）整体叶环的叶片完成上半部分精加工后，对整体叶环翻面进行二次装夹；
4）对整体叶环的叶片下半部分进行粗加工；
5）对整体叶环的一片叶片进行半精加工；
6）通过3D寻边器按照叶片测量程序，对半精加工后的叶片的接刀余量进行测量；3D寻边器测量叶盆时，表盘指针变化量为XA，叶盆的接刀余量为LA，LA=K*XA；3D寻边器测量叶背时，表盘指针变化量为XB，叶背的接刀余量为LB，LB=K*XB；
7)计算角向调整值β；计算公式为：CTAN（β）=（LB-LA）/（D/2）；
8）数控机床的加工程序根据角向调整值进行修正；数控机床的加工程序根据角向调整值修正坐标系角向数值；
9）进行后续加工。
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2023
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