CN117260200A - 一种静子叶片加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静子叶片加工方法，包括：在叶片坯料的叶尖部前端两侧切割加工出叶尖部凹槽一和叶尖部加工凹槽二，在叶片坯料的叶根部后端两侧切割加工出叶根部凹槽一和叶根部加工凹槽二；沿所述叶尖部凹槽一和所述叶尖部加工凹槽二的槽底连线切断叶尖，沿所述叶根部凹槽一和所述叶根部加工凹槽二的槽底连线切断叶根，获得首件叶片；对首件叶片的叶尖表面特征点及叶根表面特征点进行提取，获取叶尖表面特征点的坐标值及叶根表面特征点的坐标值；根据所述叶尖表面特征点的坐标值及所述叶根表面特征点的坐标值，对叶片坯料进行批量切割，获得批量加工的静子叶片；本发明能够准确评价叶尖和叶根的切断位置，避免切断位置偏离造成叶片的超差或报废。

Description

一种静子叶片加工方法

技术领域

本发明属于航空发动机压气机技术领域，涉及一种航空发动机压气机静子叶片加工技术，特别涉及一种静子叶片加工方法。

背景技术

如附图1所示，某型航空发动机压气机的静子叶片包括叶尖1、叶身2及叶根3；其中，叶尖1包括三段表面，叶根3带有台阶结构，且该类为无安装板的静子叶片；目前，针对无安装板的静子叶片的加工方法主要包括：精煅、模锻毛坯或板料；具体的，先精煅、辊轧或机械加工叶身型面，最后切断叶尖和叶根。如附图2所示，该类静子叶片的切断前，叶尖1的延伸段为第一工艺凸台4，叶根3的延伸段为第二工艺凸台5；其中，第二工艺凸台5的端面6为叶片沿积叠轴方向的基准。

目前，现有切断无安装板的静子叶片往往采用线切割加工方法，具体的，通过一次装夹直接完成叶尖和叶根的切断，叶片沿积叠轴切断位置依靠程序保证，切断后检测料头，即第二工艺凸台5的长度尺寸评价切断位置的准确性；但由于线切割加工对材料的损耗，检测料头长度尺寸不能准确评价切断位置的准确性，很容易出现切断位置偏离问题，造成叶片尺寸超差或报废。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种静子叶片加工方法，以解决现有无安装板的静子叶片的线切割加工过程中，易出现切断位置偏离，造成叶片尺寸超差或报废的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种静子叶片加工方法，包括：

首件叶片加工：

在叶片坯料的叶尖部前端两侧切割加工出叶尖部凹槽一和叶尖部加工凹槽二，在叶片坯料的叶根部后端两侧切割加工出叶根部凹槽一和叶根部加工凹槽二；

其中，所述叶尖部凹槽一和所述叶尖部加工凹槽二切割加工之后，首件叶片的叶尖特征尺寸表面加工完成；

沿所述叶尖部凹槽一和所述叶尖部加工凹槽二的槽底连线切断叶尖；沿所述叶根部凹槽一和所述叶根部加工凹槽二的槽底连线切断叶根，此时首件叶片的叶根特征尺寸表面加工完成，至此获得首件叶片；

特征点提取：

对首件叶片的叶尖表面特征点及叶根表面特征点进行提取，获取叶尖表面特征点的坐标值及叶根表面特征点的坐标值；

批量加工：

根据所述叶尖表面特征点的坐标值及所述叶根表面特征点的坐标值，对叶片坯料进行批量切割处理，获得批量加工的静子叶片。

进一步的，所述叶片坯料为加工有叶身型面的坯料。

进一步的，所述叶尖部加工凹槽一与所述叶尖部加工凹槽二分别位于静子叶片的积叠轴两侧，并位于所述叶片坯料的第一工艺凸台与所述叶片坯料的叶尖部之间。

进一步的，所述叶尖部加工凹槽一靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶尖一侧表面特征相同，所述叶尖部加工凹槽二靠近所述叶片坯料的叶身部分一侧的表面特征与静子叶片的叶尖另一侧表面特征相同。

进一步的，沿所述叶尖部凹槽一和所述叶尖部加工凹槽二的槽底连线切断叶尖的过程中，所述叶尖部凹槽一和所述叶尖部加工凹槽二的槽底连线与叶尖中间表面重合。

进一步的，所述叶根部加工凹槽一与所述叶根部加工凹槽二分别位于静子叶片的积叠轴两侧，并位于所述叶片坯料的第二工艺凸台与所述叶片坯料的叶根部之间。

进一步的，所述叶根部加工凹槽一靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶根一侧表面特征相同，所述叶根部加工凹槽二靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶根另一侧表面特征相同。

进一步的，沿所述叶根部凹槽一和所述叶根部加工凹槽二的槽底连线切断叶根的过程中，所述叶根部凹槽一和所述叶根部加工凹槽二的槽底连线与叶根台阶表面重合。

进一步的，所述叶尖部凹槽一和所述叶尖部加工凹槽二均采用线切割工艺切割而成。

进一步的，所述叶根部凹槽一和所述叶根部加工凹槽二均采用线切割工艺切割而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种静子叶片加工方法，首先在叶片坯料的叶尖部前端两侧切割加工两个叶尖部凹槽，通过叶尖部凹槽的切割加工完成叶尖特征尺寸表面的加工；之后，沿两个叶尖部凹槽的槽底连线最终切断叶尖；在叶片坯料的叶根部后端两侧切割加工两个叶根部凹槽，沿两个叶根部凹槽的槽底连线最终切断叶根完成叶根尺寸特征表面的加工，至此获得首件静子叶片；接着，通过提取首件叶片的叶尖表面特征点及叶根表面特征点，并根据首件叶片的叶尖表面特征点及叶根表面特征点进行静子叶片的批量加工，加工过程中能够准确评价叶尖和叶根的切断位置，确保切断位置符合设计要求，避免切断位置偏离造成叶片的超差或报废，提高了静子叶片的加工精度和加工效率。

附图说明

图1为某型航空发动机的静子叶片的结构示意图；

图2为某型航空发动机压气机的静子叶片切断前结构示意图；

图3为实施例中某型航空发动机的静子叶片首件凹槽的加工示意图；

图4为实施例中某型航空发动机的静子叶片首件最终切断示意图；

图5为实施例中某型航空发动机的静子叶片批量切断的示意图。

其中，1叶尖，2叶身，3叶根，4第一工艺凸台，5第二工艺凸台，6第二工艺凸台的端面；7叶尖部加工凹槽一，8叶根部加工凹槽一，9叶根部加工凹槽二，10叶尖部加工凹槽二，11叶尖中间表面，12叶根台阶表面。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种静子叶片加工方法，用于某型航空发动机压气机的静子叶片加工过程；其中，所述静子叶片加工方法，包括以下步骤：

步骤1、首件叶片加工

在叶片坯料的叶尖部前端两侧切割加工出叶尖部凹槽一7和叶尖部加工凹槽二10，在叶片坯料的叶根部后端两侧切割加工出叶根部凹槽一8和叶根部加工凹槽二9；其中，所述叶尖部凹槽一7和所述叶尖部加工凹槽二10切割加工之后，首件叶片的叶尖1特征尺寸表面加工完成；沿所述叶尖部凹槽一7和所述叶尖部加工凹槽二10的槽底连线切断叶尖1；沿所述叶根部凹槽一8和所述叶根部加工凹槽二9的槽底连线切断叶根3，此时首件叶片的叶根特征尺寸表面加工完成，至此获得首件叶片。

具体的，所述首件叶片加工过程，包括以下步骤：

步骤11、首件叶片的凹槽加工；其中，凹槽加工过程，具体如下：

步骤111、在叶片坯料的叶尖部前端两侧切割加工出叶尖部凹槽一7和叶尖部加工凹槽二10；其中，所述叶尖部凹槽一7和所述叶尖部加工凹槽二10切割加工之后，首件叶片的叶尖1特征尺寸表面加工完成；其中，所述叶片坯料为加工有叶身型面的坯料，所述叶片坯料的加工过程与现有的坯料加工过程相同，此处不再赘述。

需要说明的是，所述叶尖部加工凹槽一7与所述叶尖部加工凹槽二10分别位于静子叶片的积叠轴两侧，并位于所述叶片坯料的第一工艺凸台4与所述叶片坯料的叶尖部之间；所述叶尖部加工凹槽一7靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶尖一侧表面特征相同，所述叶尖部加工凹槽二10靠近所述叶片坯料的叶身部分一侧的表面特征与静子叶片的叶尖另一侧表面特征相同；优选的，所述叶尖部凹槽一7和所述叶尖部加工凹槽二10均采用线切割工艺切割而成。

步骤112、在叶片坯料的叶根部后端两侧切割加工出叶根部凹槽一8和叶根部加工凹槽二9；其中，所述叶根部凹槽一8和所述叶根部加工凹槽二9切割加工之后，首件叶片的叶根3特征尺寸表面加工完成。

需要说明的是，所述叶根部加工凹槽一8与所述叶根部加工凹槽二9分别位于静子叶片的积叠轴两侧，并位于所述叶片坯料的第二工艺凸台5与所述叶片坯料的叶根部之间；所述叶根部加工凹槽一8靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶根一侧表面特征相同，所述叶根部加工凹槽二9靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶根另一侧表面特征相同；优选的，所述叶根部凹槽一8和所述叶根部加工凹槽二9均采用线切割工艺切割而成。

步骤12、首件叶片的凹槽检测

对所述叶尖部凹槽一7和所述叶尖部加工凹槽二10的特征尺寸进行检测，以使所述叶尖部加工凹槽一7靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶尖一侧表面特征相同，所述叶尖部加工凹槽二10靠近所述叶片坯料的叶身部分一侧的表面特征与静子叶片的叶尖另一侧表面特征相同；

对所述叶根部凹槽一8和所述叶根部加工凹槽二9的特征尺寸进行检测，以使所述叶根部加工凹槽一8靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶根一侧表面特征相同，所述叶根部加工凹槽二9靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶根另一侧表面特征相同。

步骤13、首件叶片切断

沿所述叶尖部凹槽一7和所述叶尖部加工凹槽二10的槽底连线切断叶尖1，沿所述叶根部凹槽一8和所述叶根部加工凹槽二9的槽底连线切断叶根3，获得首件叶片；需要说明的是，所述叶尖部凹槽一7和所述叶尖部加工凹槽二10的槽底连线与叶尖中间表面11重合，所述叶根部凹槽一8和所述叶根部加工凹槽二9的槽底连线与叶根台阶表面12重合。

步骤14、首件叶片最终检测

对首件叶片的叶尖及叶根的特征尺寸进行检测，以使叶尖和叶根的特征尺寸与静子叶片的叶尖和叶根设计尺寸相同。

步骤2、特征点提取

对首件叶片的叶尖表面特征点及叶根表面特征点进行提取，获取叶尖表面特征点的坐标值及叶根表面特征点的坐标值；具体的，首先对所述叶尖部凹槽一7、所述叶尖部加工凹槽二10、所述叶根部凹槽一8和所述叶根部加工凹槽二9的特征点坐标值进行提取；接着，对叶尖中间表面11及叶根台阶表面12的特征点坐标值进行提取。

步骤3、批量切断加工

根据所述叶尖表面特征点的坐标值及所述叶根表面特征点的坐标值，对叶片坯料进行批量切割处理，获得批量加工的静子叶片；具体的，根据所述叶尖表面特征点的坐标值及所述叶根表面特征点的坐标值，对叶片坯料的叶尖和叶根进行直接切断，至此批量加工得到静子叶片。

步骤4、对批量加工的静子叶片进行质量检测；具体的，对批量加工的静子叶片的叶尖及叶根特征尺寸进行检测。

加工原理：

本发明所述的静子叶片加工方法，加工过程中，先进行首件叶片加工，再根据对首件叶片的叶尖及叶根特征点坐标值的提取结果，对叶片坯料进行批量切断加工；具体的，首先在叶片坯料的叶尖部前端两侧切割加工两个叶尖部凹槽，通过叶尖部凹槽的切割加工完成叶尖特征尺寸表面的加工；之后，沿两个叶尖部凹槽的槽底连线最终切断叶尖；在叶片坯料的叶根部后端两侧切割加工两个叶根部凹槽，并沿两个叶根部凹槽的槽底连线最终切断叶根，此时首件叶片的叶根特征尺寸表面加工完成，至此获得首件静子叶片；接着，通过提取首件叶片的叶尖表面特征点及叶根表面特征点，并根据首件叶片的叶尖表面特征点及叶根表面特征点进行静子叶片的批量加工；其中，批量加工过程中，根据首件叶片的叶尖表面特征点及叶根表面特征点，在叶片坯料上直接对叶尖和叶根进行直接切断；需要说明的是，在批量加工过程中，按照预设的抽样率重复进行步骤1-2的操作，以确保批量加工过程中叶尖和叶根的切断位置未发生偏离。

实施例

以某型航空发动机压气机的静子叶片的加工过程为例；其中，所述某型航空发动机压气机的静子叶片的材料为GH4169。

本实施例提供了一种静子叶片加工方法，包括以下步骤：

步骤1、首件叶片的凹槽加工

在叶片坯料的叶尖部前端上侧，并沿特征点A-特征点B-特征点C-特征点D-特征点E-特征点F的连线，采用线切割工艺切割加工出叶尖部凹槽一7；在叶片坯料的叶尖部前端下侧，并沿特征点O-特征点P-特征点Q-特征点R的连线，采用线切割工艺切割加工出叶尖部凹槽二10，如附图3所示。

在叶片坯料的叶根部后端上侧，并沿特征点G-特征点H-特征点I-特征点J的连线，采用线切割工艺切割加工出叶根部凹槽一8；在叶片坯料的叶根部后端下侧，并沿特征点K-特征点L-特征点M-特征点N的连线，采用线切割工艺切割加工出叶根部凹槽二9，如附图3所示。

所述叶片坯料为加工有叶身型面的坯料，所述叶片坯料的加工过程与现有的坯料加工过程相同，此处不再赘述；步骤1中，当所述叶尖部凹槽一7与所述叶尖部凹槽二10加工完成后，静子叶片的叶尖与叶片坯料的第一工艺凸台4通过两个叶尖部凹槽的槽底部位相连，即静子叶片的叶尖未完全切断；同样的，当所述叶根部凹槽一8与所述叶根部凹槽二9加工完成后，静子叶片的叶根与叶片坯料的第二工艺凸台5通过两个叶根部凹槽的槽底部位相连，即静子叶片的叶根未完全切断。

需要说明的是，所述叶尖部凹槽一7和所述叶尖部加工凹槽二10线切割加工之后，首件叶片的叶尖1特征尺寸表面加工完成；具体的，所述叶尖部加工凹槽一7靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶尖一侧表面特征相同，所述叶尖部加工凹槽二10靠近所述叶片坯料的叶身部分一侧的表面特征与静子叶片的叶尖另一侧表面特征相同；即，线段FE、线段EP以及线段PO表示的三段表面为静子叶片上叶尖1的特征尺寸表面；其中，特征点A、特征点B及特征点E距离积叠轴的距离相同；同样的，所述叶根部加工凹槽一8与所述叶根部加工凹槽二9线切割加工之后，所述叶根部加工凹槽一8靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶根一侧表面特征相同，所述叶根部加工凹槽二9靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶根另一侧表面特征相同；即，线段GH、线段HI、线段LM及线段MN表示的型面为静子叶片上叶根3的特征尺寸表面。

步骤2、首件叶片的凹槽检测

对所述叶尖部凹槽一7和所述叶尖部加工凹槽二10的特征尺寸进行检测，以使所述叶尖部加工凹槽一7靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶尖一侧表面特征相同，所述叶尖部加工凹槽二10靠近所述叶片坯料的叶身部分一侧的表面特征与静子叶片的叶尖另一侧表面特征相同；具体的，对所述叶尖部凹槽一7的A-B段、D-E段及E-F段的特征尺寸进行检验，对所述叶尖部凹槽二10的O-P段及P-Q段的特征尺寸进行检验，以使上述各段的特征尺寸符合静子叶片的设计值。

对所述叶根部凹槽一8和所述叶根部加工凹槽二9的特征尺寸进行检测，以使所述叶根部加工凹槽一8靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶根一侧表面特征相同，所述叶根部加工凹槽二9靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶根另一侧表面特征相同；具体的，对所述叶根部凹槽一8的G-H段及H-I段的特征尺寸进行检测，对所述叶根部凹槽二9的L-M段及M-N段的特征尺寸进行检测，以使上述各段的特征尺寸符合静子叶片的设计值。

当上述特征尺寸检测合格之后，确定所述特征点E、特征点F、特征点G、特征点H、特征点M、特征点N、特征点O及特征点P的坐标值。

步骤3、首件叶片切断

如附图4所示，沿所述叶尖部凹槽一7和所述叶尖部加工凹槽二10的槽底连线切断叶尖1；沿所述叶根部凹槽一8和所述叶根部加工凹槽二9的槽底连线切断叶根3，获得首件叶片。

具体的，沿所述特征点E-特征点P的连线切断叶尖1；在所述叶根部凹槽一8的槽底确定出特征点T的位置，在所述叶根部凹槽二9的槽底确定出特征点S的位置；其中，所述特征点T-特征点S的连线与叶根台阶表面12重合；接着，沿所述特征点T-特征点S的连线切断叶根3。

步骤4、首件叶片最终检测

对首件叶片的叶尖及叶根的特征尺寸进行检测，以使叶尖和叶根的特征尺寸与静子叶片的叶尖和叶根设计尺寸相同；具体的，切断后的叶尖1和叶根3的特征尺寸进行检验，若检验合格，则确定特征点T及特征点S的坐标值。

步骤5、批量切断加工

如附图5所示，根据步骤2中确定的特征点E、特征点F、特征点G、特征点H、特征点M、特征点N、特征点O及特征点P的坐标值以及步骤4中确定的特征点T及特征点S的坐标值，对叶片坯料的叶尖和叶根进行直接切断，至此批量加工得到静子叶片。

步骤6、对批量加工的静子叶片进行质量检测；具体的，对批量加工的静子叶片的叶尖及叶根特征尺寸进行检测。

需要说明的是，在批量切断过程中，按照预设的抽样率重复进行步骤1-步骤4，以确保批量切断加工过程中叶尖和叶根的切断位置未发生偏离。

本发明所述的静子叶片加工方法，相对于传统直接切断无安装板静子叶片的叶根和叶尖，然后检测料头长度判断切断位置的方法，本发明采用先试切出叶片主要特征表面，检测特征表面尺寸合格后，确定特征点的坐标值，再根据特征点的坐标值批量加工的方式，能够准确评价切断位置，避免切断位置偏离造成叶片的超差或报废，有效保证了静子叶片的加工质量，大大降低了叶片的加工成本。

上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (10)

1.一种静子叶片加工方法，其特征在于，包括：

首件叶片加工：

在叶片坯料的叶尖部前端两侧切割加工出叶尖部凹槽一(7)和叶尖部加工凹槽二(10)，在叶片坯料的叶根部后端两侧切割加工出叶根部凹槽一(8)和叶根部加工凹槽二(9)；

其中，所述叶尖部凹槽一(7)和所述叶尖部加工凹槽二(10)切割加工之后，首件叶片的叶尖(1)特征尺寸表面加工完成；

沿所述叶尖部凹槽一(7)和所述叶尖部加工凹槽二(10)的槽底连线切断叶尖(1)；沿所述叶根部凹槽一(8)和所述叶根部加工凹槽二(9)的槽底连线切断叶根(3)，此时首件叶片的叶根特征尺寸表面加工完成，至此获得首件叶片；

特征点提取：

对首件叶片的叶尖表面特征点及叶根表面特征点进行提取，获取叶尖表面特征点的坐标值及叶根表面特征点的坐标值；

批量加工：

根据所述叶尖表面特征点的坐标值及所述叶根表面特征点的坐标值，对叶片坯料进行批量切割处理，获得批量加工的静子叶片。

2.根据权利要求1所述的一种静子叶片加工方法，其特征在于，所述叶片坯料为加工有叶身型面的坯料。

3.根据权利要求1所述的一种静子叶片加工方法，其特征在于，所述叶尖部加工凹槽一(7)与所述叶尖部加工凹槽二(10)分别位于静子叶片的积叠轴两侧，并位于所述叶片坯料的第一工艺凸台(4)与所述叶片坯料的叶尖部之间。

4.根据权利要求3所述的一种静子叶片加工方法，其特征在于，所述叶尖部加工凹槽一(7)靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶尖一侧表面特征相同，所述叶尖部加工凹槽二(10)靠近所述叶片坯料的叶身部分一侧的表面特征与静子叶片的叶尖另一侧表面特征相同。

5.根据权利要求1所述的一种静子叶片的加工方法，其特征在于，沿所述叶尖部凹槽一(7)和所述叶尖部加工凹槽二(10)的槽底连线切断叶尖(1)的过程中，所述叶尖部凹槽一(7)和所述叶尖部加工凹槽二(10)的槽底连线与叶尖中间表面(11)重合。

6.根据权利要求1所述的一种静子叶片的加工方法，其特征在于，所述叶根部加工凹槽一(8)与所述叶根部加工凹槽二(9)分别位于静子叶片的积叠轴两侧，并位于所述叶片坯料的第二工艺凸台(5)与所述叶片坯料的叶根部之间。

7.根据权利要求6所述的一种静子叶片的加工方法，其特征在于，所述叶根部加工凹槽一(8)靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶根一侧表面特征相同，所述叶根部加工凹槽二(9)靠近所述叶片坯料的叶身部位一侧的表面特征与静子叶片的叶根另一侧表面特征相同。

8.根据权利要求1所述的一种静子叶片的加工方法，其特征在于，沿所述叶根部凹槽一(8)和所述叶根部加工凹槽二(9)的槽底连线切断叶根(3)的过程中，所述叶根部凹槽一(8)和所述叶根部加工凹槽二(9)的槽底连线与叶根台阶表面(12)重合。

9.根据权利要求1所述的一种静子叶片的加工方法，其特征在于，所述叶尖部凹槽一(7)和所述叶尖部加工凹槽二(10)均采用线切割工艺切割而成。

10.根据权利要求1所述的一种静子叶片的加工方法，其特征在于，所述叶根部凹槽一(8)和所述叶根部加工凹槽二(9)均采用线切割工艺切割而成。