CN117840528A - 一种叶片异形孔的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及叶片技术领域，提供了一种叶片异形孔的加工方法，包括以下步骤：S1、在电火花加工机床上安装具有若干定位块的固定夹具，并通过若干定位块夹持固定叶片；S2、通过电极丝加工气膜孔；S3、通过修磨件将电极丝端部修磨出与异形孔形状相匹配的异形头；S4、通过修磨出的异形头加工出气膜孔端部的异形孔。本发明无需用到成型机床，只需要在普通电火花加工机床上一次装夹即可完成气膜孔及异形孔的加工，大大提高了加工效率，缩短了加工周期。
Description
技术领域
本发明涉及叶片加工技术领域，具体而言，涉及一种叶片异形孔的加工方法。
背景技术
航空发动机、燃气轮机中，涡轮叶片以及导向叶片，叶片往往设计有大量的气膜孔来满足冷却要求，一些气膜孔的端部有向周边呈不规则状圆弧扩散的孔(参考图3)，一般称为异形孔(也叫成型孔、簸箕孔)。
目前加工异形孔的方式通常是在普通电火花加工机床上通过电极加工出气膜孔后，再将工件转移到成型机床加工异形孔，这种方式存在加工效率低的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种叶片异形孔的加工方法，以解决现有技术的上述缺陷。
本发明的实施例通过以下技术方案实现：
一种叶片异形孔的加工方法，包括以下步骤：
S1、在电火花加工机床上安装具有若干定位块的固定夹具，并通过若干定位块夹持固定叶片；
S2、通过电极丝加工气膜孔；
S3、通过修磨件将电极丝端部修磨出与异形孔形状相匹配的异形头；
S4、通过修磨出的异形头加工出气膜孔端部的异形孔。
可选地，所述步骤S4中，待加工的异形孔尺寸与所述异形头尺寸相等时，电极丝轴向移动靠近气膜孔的端部。
可选地，所述步骤S4中，待加工的异形孔尺寸大于所述异形头尺寸时，电极丝轴向移动靠近气膜孔的端部，同时使叶片绕电极丝作圆形平动。
可选地，所述电极丝由铜钨合金或银钨合金制成。
可选地，所述固定夹具包括：
安装板，用于安装在电火花加工机床的工作台上；
夹具基板，夹具基板与安装板固定连接；
斜撑定位块，固定连接于夹具基板上，用于支撑定位叶片后缘侧的缘板外侧；
上定位块，固定连接于夹具基板上，用于定位叶片盆向侧的缘板外侧；
侧定位块，可拆卸地连接于斜撑定位块上，侧定位块设有与叶片一端相抵的第一定位面，以及勾住叶片前缘侧缘板内侧面的第二定位面。
可选地，所述斜撑定位块上设有滑孔，所述侧定位块滑动设置于滑孔内，侧定位块设有锁紧部件，以在第二定位面到位后，限制侧定位块的滑动。
可选地，所述锁紧部件包括螺杆和锁紧螺母，螺杆固设于侧定位块上，且其轴线沿侧定位块滑动方向延伸，锁紧螺母通过螺纹连接于螺杆上。
可选地，所述修磨件固定连接于所述安装板上，修磨件的顶部设有修磨斜面。
本发明至少具有如下优点和有益效果：本发明中，将加工完气膜孔后的电极丝修磨出与异形孔形状相匹配的异形头，再利用异形头来加工出异形孔，无需用到成型机床，只需要在普通电火花加工机床上一次装夹即可完成气膜孔及异形孔的加工，大大提高了加工效率，缩短了加工周期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提供的一种叶片异形孔的加工方法的流程示意图；
图2为现有技术中一种叶片的结构示意简图；
图3为图2中的A处放大图；
图4为固定夹具的结构示意图；
图5为上定位块、斜撑定位块、侧定位块位置关系示意图；
图6为侧定位块的结构示意图；
图标：1-固定夹具，101-上定位块，102-斜撑定位块，103-侧定位块，1031-第一定位面，1032-第二定位面，104-安装板，105-夹具基板，106-螺杆，107-锁紧螺母，2-修磨件，3-叶片，301-气膜孔，302-异形孔，4-前缘，5-后缘，6-盆向侧，7-背向侧，8-缘板。
具体实施方式
参考图1，一种叶片异形孔的加工方法，包括以下步骤：
S1、在电火花加工机床的工作台上安装具有若干定位块的固定夹具1，并通过若干定位块夹持固定叶片3，应当理解，由于电极丝始终朝数值方向，叶片3固定后，待加工气膜孔301的面应当朝上。
参考图4-6，本实施例中，固定夹具1包括安装板104、夹具基板105、斜撑定位块102、上定位块101和侧定位块103。实际应用中，安装板104可通过紧固件(例如螺钉、螺栓)安装在电火花加工机床的工作台上，随工作台的动作而动作，夹具基板105与安装板104固定连接(例如焊接、螺钉连接)；斜撑定位块102和上定位块101固定连接于夹具基板105上，具体地，本实施例斜撑定位块102通过两销两钉(即两个定位销和两个连接螺钉)的方式固定在夹具基板105上，方便拆装。
叶片3的具体结构如图2所示，图中4为前缘，5为后缘，6为盆向侧，7为背向侧，8为缘板。装夹时，斜撑定位块102用于支撑定位叶片3后缘侧的缘板外侧，上定位块101用于定位叶片3盆向侧的缘板外侧，在此基础上，斜撑定位块102和上定位块101共同作用，限定了叶片3在盆向侧与背向侧连线方向上的位置。
侧定位块103可拆卸地连接于斜撑定位块102上，侧定位块103设有与叶片3一端相抵的第一定位面1031，以及勾住叶片3前缘侧缘板内侧面的第二定位面1032，在此基础上，第一定位面1031限定了叶片3端面的位置，第二定位面1032与斜撑定位块102共同作用，限定了叶片3在前缘与后缘连线方向上的位置。
斜撑定位块102上设有滑孔，侧定位块103滑动设置于滑孔内，侧定位块103设有锁紧部件，以在第二定位面1032到位后，限制侧定位块103的滑动，值得说明的是，如此设置，锁紧侧定位块103即可实现叶片3的固定，松开侧定位块103即可取下叶片3。
应当理解的是，本实施例提供的固定夹具1的具体结构只是一种选择，而不是一种限制，在其它实施例中，固定夹具1也可具有其它数量的定位块，例如包括六个定位块，一个定位块定位叶片3盆向侧缘板，一个定位块定位叶片3背向侧缘板，一个定位块定位叶片3前缘侧缘板，一个定位块定位叶片3后缘侧缘板，一个定位块定位叶片3的一端端面(即充当本实施侧定位块103上第一定位面1031的作用)，还有一个定位块定位叶片3的另一端端面，各个定位块安装在一个夹具基板105上，如此，也能实现叶片3的夹持固定。
本实施例中，滑孔及与滑孔配合的侧定位块103的截面(垂直于滑孔中心线的截面)应当为多边形结构，避免侧定位块103转动，上述锁紧部件包括螺杆106和锁紧螺母107，螺杆106固设于侧定位块103上，且其轴线沿侧定位块103滑动方向延伸，锁紧螺母107通过螺纹连接于螺杆106上，如此一来，安装叶片3时，使叶片3盆向侧缘板外侧与上定位块101相抵，后缘侧缘板外侧与斜撑定位块102相抵，同时叶片3端面与侧定位块103的第一定位面1031相抵后，调整侧定位块103位置使第二定位面1032勾住后缘侧缘板内侧，再拧紧锁紧螺母107与斜撑定位块102侧面抵紧，即可拉紧侧定位块103，实现叶片3的夹持固定。实际应用中，锁紧螺母107可选择蝶形螺母，以方便操作。
此外应当理解，本实施例提供的锁紧部件只是一种选择，而不是一种限制，在其它实施例中，也可设计成其它结构，例如锁紧部件为连接螺钉，侧定位块103的端部设有连接螺孔，将连接螺钉与连接螺孔连接，并且连接螺钉的头部与斜撑定位块102的侧面相抵，同样也可实现上述功能。
S2、通过电极丝加工气膜孔301，即操作电火花加工机床，改变叶片3角度，电极丝进给，加工出没排气膜孔301。本实施例中，电极丝由铜钨合金或银钨合金制成。
S3、通过修磨件2将电极丝端部修磨出与异形孔302形状相匹配的异形头。
本实施例中，修磨件2固定连接(例如焊接、螺钉连接)于安装板104上，修磨件2的顶部设有修磨斜面，修磨件2的形状不做限制，本实施例设计成长条形块状。此外，应当理解，修磨斜面的倾斜角度，修磨时电极丝的进给量，修磨件2的运动轨迹，应当由异形孔302的具体形状来决定。
S4、通过修磨出的异形头加工出气膜孔301端部的异形孔302，此步骤中，当待加工的异形孔302尺寸与异形头尺寸相等时，电极丝轴向移动靠近气膜孔301的端部，通俗一点讲，即异形头进给一定距离，触碰一下气膜孔301的端部，即可形成异形孔302；当待加工的异形孔302尺寸大于异形头尺寸时，电极丝轴向移动靠近气膜孔301的端部，同时操作电火花加工机床使叶片3绕电极丝作圆形平动，容易理解，叶片3的运动动作可通过实际编程来控制。
值得说明的是，本发明中通过上述步骤，将加工完气膜孔301后的电极丝修磨出与异形孔302形状相匹配的异形头，再利用异形头来加工出异形孔302，无需用到成型机床，只需要在普通电火花加工机床上一次装夹即可完成气膜孔301及异形孔302的加工，大大提高了加工效率，缩短了加工周期。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种叶片异形孔的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在电火花加工机床上安装具有若干定位块的固定夹具(1)，并通过若干定位块夹持固定叶片(3)；
S2、通过电极丝加工气膜孔(301)；
S3、通过修磨件(2)将电极丝端部修磨出与异形孔(302)形状相匹配的异形头；
S4、通过修磨出的异形头加工出气膜孔(301)端部的异形孔(302)。
2.根据权利要求1所述的叶片异形孔的加工方法，其特征在于，所述步骤S4中，待加工的异形孔(302)尺寸与所述异形头尺寸相等时，电极丝轴向移动靠近气膜孔(301)的端部。
3.根据权利要求1所述的叶片异形孔的加工方法，其特征在于，所述步骤S4中，待加工的异形孔(302)尺寸大于所述异形头尺寸时，电极丝轴向移动靠近气膜孔(301)的端部，同时使叶片(3)绕电极丝作圆形平动。
4.根据权利要求1所述的叶片异形孔的加工方法，其特征在于，所述电极丝由铜钨合金或银钨合金制成。
5.根据权利要求1所述的叶片异形孔的加工方法，其特征在于，所述固定夹具(1)包括：
安装板(104)，用于安装在电火花加工机床的工作台上；
夹具基板(105)，夹具基板(105)与安装板(104)固定连接；
斜撑定位块(102)，固定连接于夹具基板(105)上，用于支撑定位叶片(3)后缘侧的缘板外侧；
上定位块(101)，固定连接于夹具基板(105)上，用于定位叶片(3)盆向侧的缘板外侧；
侧定位块(103)，可拆卸地连接于斜撑定位块(102)上，侧定位块(103)设有与叶片(3)一端相抵的第一定位面(1031)，以及勾住叶片(3)前缘侧缘板内侧面的第二定位面(1032)。
6.根据权利要求5所述的叶片异形孔的加工方法，其特征在于，所述斜撑定位块(102)上设有滑孔，所述侧定位块(103)滑动设置于滑孔内，侧定位块(103)设有锁紧部件，以在第二定位面(1032)到位后，限制侧定位块(103)的滑动。
7.根据权利要求6所述的叶片异形孔的加工方法，其特征在于，所述锁紧部件包括螺杆(106)和锁紧螺母(107)，螺杆(106)固设于侧定位块(103)上，且其轴线沿侧定位块(103)滑动方向延伸，锁紧螺母(107)通过螺纹连接于螺杆(106)上。
8.根据权利要求5所述的叶片异形孔的加工方法，其特征在于，所述修磨件(2)固定连接于所述安装板(104)上，修磨件(2)的顶部设有修磨斜面。
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