[發明專利]一種降低葉片銑削加工變形的方法

在審

• 申請號: 202110993507.1
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113664264A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 宋成;許帥;田家龍;姜軍;楊光
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司
• 主分類號: B23C3/18
• 分類號: B23C3/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種降低葉片銑削加工變形的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、設備選擇

設備選用具有A軸、a軸的雙驅結構工作臺的五坐標加工中心，通過安裝在A軸、a軸工作臺上的夾具以過定位方式夾持葉片的兩端，以增強葉片的剛性，降低加工變形；

步驟2、夾具選型

夾具分為兩個部分，分別夾持葉片兩端基準，其中一端夾具采用蝸輪蝸桿式變徑套拉緊結構，夾持軸徑長度7～10mm；另外一端夾具采用三爪結構，這兩種夾頭均能夠提供大于等于500N的夾緊力，滿足加工要求；

步驟3、刀具選用

在刀具選擇上，葉片型面精銑加工采用密齒刀具和錐形刀具；其余工序選用端銑刀和球頭刀具；

步驟4、工藝安排

在工藝上安排粗、精銑加工，在粗、精銑之間安排基準修正工序，用于修正粗銑加工后葉片的變形，為型面精銑加工提供準確的定位基準；為保證精銑工序型面余量能夠實現成品葉片加工，粗銑后型面留0.2～0.35mm的余量；具體工序安排如下：型面粗銑-半精磨大軸頸-半徑磨小軸頸-精銑葉身型面；

步驟4.1型面粗銑基準加工

型面粗銑前的定位基準加工，為保證加工精度并兼顧加工效率，兩軸徑的聯合跳動t₁不大于0.05mm，軸徑圓柱度t₂不大于0.03mm，可采用數控車床進行軸徑的車削；

步驟4.2型面粗銑加工

型面粗銑加工時切削深度選擇0.2～0.4mm、切削寬度選擇0.5～0.7mm，每齒進給量選擇0.1～0.2mm，最終將粗銑后的余量控制在0.2～0.35mm；

步驟4.3基準修正

為保證精銑加工時葉片的定位精度，保證葉片銑削加工時不存在裝夾應力，兩軸徑的聯合跳動t₁不大于0.03mm，軸徑圓柱度t₂不大于0.01mm，可采用外圓磨床進行軸徑的磨削；

步驟5、精銑策略

步驟5.1切削深度與寬度策略

薄壁葉片的銑削加工，為降低加工變形，提高刀具壽命和加工效率，一般給定為切深ap＝0.1～0.3mm，切削寬度aw＝0.3～0.5mm；

步驟5.2刀具線速度與每齒進給量策略

高溫合金材料是葉片的常用材料，為降低加工變形，提高刀具壽命和加工效率，一般給定線速度為Vc＝80～120m/min，每齒進給量fz＝0.05～0.12mm；

步驟5.3切削順序策略

型面銑削的加工順序從剛性較弱側向剛性較強側進行銑削，即按區域A→區域B→區域C的順序，以保證正在切削的部位具有良好的剛性；在銑削中采取順銑的切削方法，降低切削力和加工振動，降低刀具磨損；

步驟6、精銑過程控制

步驟6.1刀具裝夾

現場加工過程中，通過控制刀具裝夾長度，刀具伸出刀柄的長度L在25～30mm之間，能夠保證刀具具有足夠的剛性，并減小振動，從而提高刀具使用壽命，降低加工變形；

步驟6.2刀具壽命控制

通過切削試驗，確定每組刀具的加工數量，即在保證銑削輪廓度要求的前提下，確定精加工的每把刀具的加工數量，達到要求數量后要進行更換；

步驟6.3刀具補償值控制

加工過程中，刀具是不斷磨損的，從而導致銑削的尺寸不斷變大，為此需要在每件葉片加工完畢后，對精加工刀具的長度補償值進行修改，補償數值的大小根據前后兩件葉片的輪廓厚度偏差的大小確定。

2.根據權利要求1所述的一種降低葉片銑削加工變形的方法，其特征在于：步驟1所述的A軸、a軸同步精度應不大于0.001°。

3.根據權利要求1所述的一種降低葉片銑削加工變形的方法，其特征在于：步驟3中所述密齒刀具的齒數為7齒或9齒，即能夠保證刀具為非對稱結構，以降低加工時振動，另外刀具圓角R在0.5～1.5mm之間，既要保證刀具的鋒利性，同時也要避免圓角R過小導致刀具磨損過大；所述錐形刀具的錐角7～8°，以保證刀具具有良好的剛性。