[發明專利]一種整體葉盤銑削減振方法

有效

• 申請號: 201010237581.2
• 申請日: 2010-07-27
• 公開（公告）號: CN101912990A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 胡曉群;李家永;岳召啟;盧成玉;韓德印;楊堅
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23Q11/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

技術領域

本發明屬于機械加工技術領域，特別涉及一種整體葉盤銑削減振方法。

背景技術

壓氣機整體葉盤是航空發動機關鍵部件，由高溫合金或鈦合金制成。在加工過程中，當精銑其葉片型面和流道時，葉片的最大長度和厚度比值為35∶1，故葉片呈長懸臂梁結構，由于葉片懸伸較長，采用通常的加工工藝，葉片受到切削力作用會產生顫振，出現嚴重的“讓刀”現象，同時，又由于受到葉片之間通道寬度和葉片寬度的限制，刀具直徑小且刀桿長，葉片受到切削力會產生振動，這種刀具及葉片的耦合顫振會嚴重影響葉片的表面加工質量，使葉片表面出現魚鱗狀缺陷，導致葉尖段多次加工無法消除魚鱗狀缺陷，致使葉片表面質量達不到設計要求，造成葉片截面的位置度、輪廓度和扭曲等形位公差超差。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺點，提供一種整體葉盤銑削減振方法，該方法應用于整體葉盤葉片型面五坐標銑削加工，對壓氣機整體葉盤這種難加工材料，如鎳基高溫合金、鈦合金等；難加工結構，如流道狹窄、葉片懸伸長、葉身扭角大、開敞性差等弱剛性零件的加工，能夠增強葉片銑削加工時零件的剛性，降低葉片銑削時產生的變形，消除銑削時在葉片葉尖部位產生的顫紋，降低葉片表面的粗糙度。

本發明整體葉盤銑削減振方法包括以下步驟：

1、按比例配制填充材料；

填充材料成分包括結晶石蠟、液體蠟、松香樹脂、受阻酚類抗氧劑；

質量配比為：結晶石蠟60％-70％、液體蠟20％-30％、松香樹脂5％-10％、受阻酚類抗氧劑0.05％-0.2％；

這種填充材料的特點是：低熔點，易凝固；對鈦合金、高溫合金材料不產生腐蝕與污染；在液態下有較強的流動性；有一定的粘度與韌性，但不粘刀，不影響銑削效果；原材料成本低。

2、熔化填充材料；

將上述的填充材料在金屬容器內充分混合，置于電爐上加熱直至固體蠟完全熔化，然后攪拌均勻，成為液體填充劑。

3、安裝澆注夾具；

澆注夾具結構為上端和內側開敞的圓環形結構，如圖2所示，由金屬支撐圓環、底鋼板和側鋼板形成一個上端和內側開敞的半封閉空間，底鋼板和側鋼板背面均有加強筋作支撐，以加強底面和外側面的強度。安裝時，澆注夾具位于整體葉盤下方從下往上完全套住葉盤，金屬支撐圓環與葉盤緣板接觸實現軸向定位和密封，通過找正保證澆注夾具與零件同心，徑向跳動不大于2mm，側鋼板與葉尖的外邊緣配合間隙為10mm，金屬支撐圓環、底鋼板和側鋼板與葉盤配合形成上端開敞、內側面和外側面封閉的澆注空間，澆注夾具通過螺釘壓板壓緊方式和機床工作臺固定連接。

4、澆注填充劑；

向整體葉盤的葉片空隙內按整體等高度方式澆注填充劑，澆注直到填充劑完全澆滿葉片的空隙，并高出葉片前緣(上部邊緣)最高處5-10mm。澆注要快速，避免由于溫度下降，填充劑處于半溶融狀態，影響澆注質量。

5、填充劑常溫凝固、填充劑助凝及檢查填充劑凝固狀態；

1)填充劑常溫凝固時間為10小時至24小時；

2)填充劑助凝是通過圓周均布普通電風扇吹風或壓縮空氣逐片吹風冷卻的方法助凝固，加速縮短凝固時間；

3)檢查填充劑凝固狀態的方法是先觀察填充劑的顏色由深變淺，說明填充劑已經開始凝固，再用探針探入葉片空擋間的最厚處，然后抽出探針，檢查探針上填充劑殘留物固化狀態，如果探針上有流體狀態的填充劑殘留物，說明填充劑沒有完全凝固，如果探針上的填充劑殘留物呈固態粉狀，說明填充劑已完全凝固。

6、安裝過濾夾具；

填充劑凝固后拆下澆注夾具，安裝過濾夾具。

過濾夾具為圓環形結構，如圖3所示，側鋼絲網高度只有15mm，遠低于加工時葉盤葉片后緣(葉片下部底邊)的最低點，底鋼絲網和側鋼絲網背面均有加強柱作支撐，以加強底面和外側面的強度。安裝時，過濾夾具置于葉盤的下方，通過螺釘壓板壓緊方式和機床工作臺固定連接。

7、對接銑加工和排屑處理；

采用開式葉盤-閉式葉盤組合銑加工，即對接銑加工，將整個葉片型面分兩道工序加工，如圖4所示，先銑螺旋銑區和對接銑區，此為第一道工序加工，然后上下翻轉葉盤，準備加工翻轉對接銑區，因為經過第一道工序加工，葉片之間的填充材料只剩少部分，為加強減振效果，削弱葉片和刀具的耦合顫振，在葉片之間的對接銑區以及對接銑區與螺旋銑區相鄰的1/3～1/2區域填塞韌性物質，如泡沫，作為減振的輔助方案。要注意韌性物質與葉片的配合松緊程度，不可將葉片頂變形，導致葉片銑薄。填