靜子葉片的數(shù)控銑削加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種靜子葉片的數(shù)控銑削加工方法，采用數(shù)控機(jī)床對(duì)坯料進(jìn)行銑削加工以得到靜子葉片，將靜子葉片的修正加工模型(10)作為數(shù)控機(jī)床的預(yù)計(jì)加工完成的靜子葉片，其中，修正加工模型(10)是通過確定靜子葉片的基準(zhǔn)加工模型相對(duì)于數(shù)控機(jī)床按照該基準(zhǔn)加工模型實(shí)際加工而成的靜子葉片所產(chǎn)生的偏移量，并且用該基準(zhǔn)加工模型減去該偏移量而得到。本發(fā)明的靜子葉片的數(shù)控銑削加工方法能夠降低后續(xù)的工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
【專利說明】靜子葉片的數(shù)控銑削加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及葉片加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種靜子葉片的數(shù)控銑削加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，葉輪的靜子葉片或者擴(kuò)壓器的靜子葉片主要通過數(shù)控機(jī)床進(jìn)行銑削加工，然后在通過人工打磨并最終使靜子葉片符合標(biāo)準(zhǔn)。例如，航空發(fā)動(dòng)機(jī)靜子葉片型面輪廓度
要求為工作人員將實(shí)際需要的靜子葉片的模型尺寸輸入數(shù)控機(jī)床內(nèi)并作為數(shù)控機(jī)
床的預(yù)計(jì)加工完成的靜子葉片，數(shù)控機(jī)床對(duì)坯料進(jìn)行加工并最終形成靜子葉片，最終形成的靜子葉片的長(zhǎng)度與實(shí)際需要的靜子葉片的長(zhǎng)度基本相同，但是，最終形成的靜子葉片的厚度比實(shí)際需要的靜子葉片(也就是模型尺寸)的厚度大，這就需要工作人員打磨該靜子葉片，以使該靜子葉片符合實(shí)際需要，因此，上述過程的勞動(dòng)強(qiáng)度比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種降低后續(xù)的工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度的靜子葉片的數(shù)控銑削加
工方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種靜子葉片的數(shù)控銑削加工方法，采用數(shù)控機(jī)床對(duì)坯料進(jìn)行銑削加工以得到靜子葉片，將靜子葉片的修正加工模型作為數(shù)控機(jī)床的預(yù)計(jì)加工完成的靜子葉片，其中，修正加工模型是通過確定靜子葉片的基準(zhǔn)加工模型相對(duì)于數(shù)控機(jī)床按照該基準(zhǔn)加工模型實(shí)際加工而成的靜子葉片所產(chǎn)生的偏移量，并且用該基準(zhǔn)加工模型減去該偏移量而得到。
[0005]進(jìn)一步地，修正加工模型在第一截面至該修正加工模型的頂部之間的區(qū)域內(nèi)的厚度小于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度，其中，第一截面與修正加工模型的頂部之間的距離占該修正加工模型的長(zhǎng)度的9%至19%。
[0006]進(jìn)一步地，修正加工模型在第二截面至第一截面之間的區(qū)域內(nèi)的厚度小于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度，其中，第一截面位于修正加工模型的頂部與第二截面之間，第二截面與第一截面之間的距離占該修正加工模型的長(zhǎng)度的21%至31%。
[0007]進(jìn)一步地，修正加工模型在第一截面至該修正加工模型的頂部之間的區(qū)域內(nèi)的厚度相對(duì)于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度減小了該基準(zhǔn)加工模型在對(duì)應(yīng)第一截面的截面上的最大厚度的13.7%至14.3%。
[0008]進(jìn)一步地，修正加工模型在第一截面至第二截面之間的區(qū)域內(nèi)的厚度相對(duì)于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度減小了該基準(zhǔn)加工模型在對(duì)應(yīng)第二截面的截面上的最大厚度的9.7%至10.3%0
[0009]進(jìn)一步地，修正加工模型在第二截面至該修正加工模型的頂部之間的區(qū)域內(nèi)的寬度大于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的寬度。
[0010]進(jìn)一步地，修正加工模型在第二截面至該修正加工模型的頂部之間的區(qū)域內(nèi)各截面的寬度相對(duì)于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)截面上的寬度增加了該基準(zhǔn)加工模型在對(duì)應(yīng)第二截面的截面上的寬度的0.2%至0.4%。
[0011]進(jìn)一步地，數(shù)控機(jī)床對(duì)坯料進(jìn)行銑削加工包括如下步驟:步驟SlO:對(duì)坯料進(jìn)行粗加工以使該坯料的局部形成相對(duì)于修正加工模型在厚度和寬度上留有余量的粗加工葉片；步驟S20:對(duì)粗加工葉片進(jìn)行半精加工以使粗加工葉片在長(zhǎng)度方向上呈階梯狀以形成階梯葉片，由階梯葉片的底部到該階梯葉片的頂部呈收縮狀，階梯葉片相對(duì)于修正加工模型在厚度和寬度上留有余量；步驟S30:對(duì)階梯葉片進(jìn)行精加工。
[0012]進(jìn)一步地，步驟S20包括:步驟S21:對(duì)粗加工葉片在第三截面至該粗加工葉片的頂部之間的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行第一半精加工以使該粗加工葉片形成相對(duì)于修正加工模型在厚度和寬度上留有余量的第一半精加工葉片，其中，第三截面與該粗加工葉片的頂部之間的距離占該粗加工葉片的長(zhǎng)度的25至35%。
[0013]進(jìn)一步地，步驟S20還包括:步驟S22:對(duì)第一半精加工葉片在第四截面至該第一半精加工葉片的頂部之間的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行第二半精加工以使該第一半精加工葉片形成相對(duì)于修正加工模型在厚度和寬度上留有余量的第二半精加工葉片，其中，第四截面與該第一半精加工葉片的頂部的距離占該第一半精加工葉片的長(zhǎng)度的5至15%。
[0014]進(jìn)一步地，采用平頭銑刀將坯料加工成粗加工葉片，采用球頭銑刀將粗加工葉片加工成階梯葉片，并且對(duì)該階梯葉片進(jìn)行精加工，其中，平頭銑刀的刀刃所在區(qū)域的軸向長(zhǎng)度為12mm至15mm,球頭統(tǒng)刀的刀刃所在區(qū)域的軸向長(zhǎng)度為12mm至15mm,球頭統(tǒng)刀的球頭半徑為4.003mm至3.997mm，球頭銑刀的徑向直徑為8.005mm至7.995mm，球頭銑刀為未涂層統(tǒng)刀。
[0015]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，由于修正加工模型不同于基準(zhǔn)加工模型，因此，數(shù)控機(jī)床按照修正加工模型加工而成的靜子葉片與按照基準(zhǔn)加工模型加工而成的靜子葉片的尺寸不相同。由于修正加工模型是通過確定靜子葉片的基準(zhǔn)加工模型相對(duì)于數(shù)控機(jī)床按照該基準(zhǔn)加工模型實(shí)際加工而成的靜子葉片所產(chǎn)生的偏移量，并且用該基準(zhǔn)加工模型減去該偏移量而得到的，因此，數(shù)控機(jī)床按照修正加工模型加工而成的靜子葉片更接近基準(zhǔn)加工模型，也就是說，數(shù)控機(jī)床按照修正加工模型加工而成的靜子葉片更符合實(shí)際需要的靜子葉片，能夠降低工作人員對(duì)后續(xù)打磨的工作量，如果偏移量選擇合適的話，還能夠使通過數(shù)控機(jī)床加工而成的靜子葉片的厚度和寬度符合標(biāo)準(zhǔn)而無需在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行人工打磨。由上述分析可知，本發(fā)明的靜子葉片的數(shù)控銑削加工方法能夠降低后續(xù)的工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0017]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的靜子葉片的數(shù)控銑削加工方法的實(shí)施例的流程示意圖；
[0018]圖2示出了圖1的數(shù)控銑削加工方法過程中的修正加工模型的主視示意圖；
[0019]圖3示出了圖1的數(shù)控銑削加工方法過程中的階梯葉片的主視示意圖。
[0020]其中，上述圖中的附圖標(biāo)記如下:
[0021]10、修正加工模型；11、第一截面；12、修正加工模型的頂部；13、第二截面；14、修正加工模型的底部；20、階梯葉片；21、階梯葉片的底部；22、階梯葉片的頂部；23、第三截面；24、第四截面。【具體實(shí)施方式】
[0022]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0023]如圖2所示，本實(shí)施例的靜子葉片的數(shù)控銑削加工方法采用數(shù)控機(jī)床對(duì)坯料進(jìn)行銑削加工以得到靜子葉片，將靜子葉片的修正加工模型10作為數(shù)控機(jī)床的預(yù)計(jì)加工完成的靜子葉片，其中，修正加工模型10是通過確定靜子葉片的基準(zhǔn)加工模型相對(duì)于數(shù)控機(jī)床按照該基準(zhǔn)加工模型實(shí)際加工而成的靜子葉片所產(chǎn)生的偏移量，并且用該基準(zhǔn)加工模型減去該偏移量而得到?；鶞?zhǔn)加工模型指的是實(shí)際需要的靜子葉片。
[0024]應(yīng)用本實(shí)施例的數(shù)控銑削加工方法，由于修正加工模型10不同于基準(zhǔn)加工模型，因此，數(shù)控機(jī)床按照修正加工模型10加工而成的靜子葉片與按照基準(zhǔn)加工模型加工而成的靜子葉片的尺寸不相同。由于修正加工模型10是通過確定靜子葉片的基準(zhǔn)加工模型相對(duì)于數(shù)控機(jī)床按照該基準(zhǔn)加工模型實(shí)際加工而成的靜子葉片所產(chǎn)生的偏移量，并且用該基準(zhǔn)加工模型減去該偏移量而得到的，因此，數(shù)控機(jī)床按照修正加工模型10加工而成的靜子葉片更接近基準(zhǔn)加工模型，也就是說，數(shù)控機(jī)床按照修正加工模型10加工而成的靜子葉片更符合實(shí)際需要的靜子葉片，能夠降低工作人員對(duì)后續(xù)打磨的工作量，如果偏移量選擇合適的話，還能夠使通過數(shù)控機(jī)床加工而成的靜子葉片的厚度和寬度符合標(biāo)準(zhǔn)而無需在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行人工打磨。由上述分析可知，本實(shí)施例的靜子葉片的數(shù)控銑削加工方法能夠降低后續(xù)的工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。本實(shí)施例的數(shù)控銑削加工方法是修改設(shè)計(jì)模型尺寸的方法，而不是采用刀具半徑補(bǔ)償方法補(bǔ)入與理論型面的差值。如果通過數(shù)控機(jī)床加工而成的靜子葉片的厚度和寬度符合標(biāo)準(zhǔn)而無需在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行人工打磨的話，避免了人工打磨造成的精度降低。
[0025]如圖2所示，在本實(shí)施例中，修正加工模型10在第一截面11至該修正加工模型10的頂部12之間的區(qū)域內(nèi)的厚度小于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度，其中，第一截面11與修正加工模型10的頂部12之間的距離占該修正加工模型的長(zhǎng)度的9%至19%。圖中虛線表示截面線。
[0026]由于修正加工模型10在第一截面11至該修正加工模型10的頂部12之間的區(qū)域內(nèi)的厚度小于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度，也就是說，輸入到數(shù)控機(jī)床內(nèi)的模型尺寸的部分厚度小于實(shí)際需要的靜子葉片在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度，這樣，通過數(shù)控機(jī)床加工而成的靜子葉片的厚度更接近實(shí)際需要的靜子葉片的厚度，主要原因是，加工靜子葉片所用的坯料硬度高，剛性差，在加工過程中存在嚴(yán)重的讓刀現(xiàn)象，因此，按設(shè)計(jì)尺寸加工后尺寸普遍偏厚，但是，靜子葉片的葉根與葉頂存在剛性差異，使得靜子葉片在長(zhǎng)度方向上的各部位的讓刀量不同，因此，不能對(duì)整個(gè)靜子葉片的厚度進(jìn)行補(bǔ)償。發(fā)明人通過對(duì)90個(gè)靜子葉片進(jìn)行各截面的數(shù)據(jù)分析，總結(jié)靜子葉片實(shí)際讓刀的規(guī)律性，發(fā)現(xiàn)第一截面11到修正加工模型10的頂部12之間的區(qū)域內(nèi)的讓刀量比較大，其中，第一截面11與該修正加工模型10的頂部12之間的距離占修正加工模型10的長(zhǎng)度的9%至19%，修正加工模型10的長(zhǎng)度與實(shí)際需要的靜子葉片的長(zhǎng)度相等，因此，將該區(qū)域內(nèi)的修正加工模型10的厚度降低，使得經(jīng)加工所得的靜子葉片與基準(zhǔn)加工模型的差距減小，能夠降低工作人員對(duì)后續(xù)打磨的工作量，如果厚度選擇合適的話，還能夠使通過數(shù)控機(jī)床加工而成的靜子葉片的厚度符合標(biāo)準(zhǔn)而無需在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行人工打磨。由上述分析可知，本實(shí)施例的靜子葉片的數(shù)控銑削加工方法能夠降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。優(yōu)選地，第一截面11與該修正加工模型10的頂部12之間的距離占修正加工模型10的長(zhǎng)度的14%。在本實(shí)施例中，第一截面11與該修正加工模型10的頂部12之間的距離為4.5mm，修正加工模型10以及基準(zhǔn)加工模型的長(zhǎng)度為34.1mnin
[0027]如圖2所示，在本實(shí)施例中，修正加工模型10在第二截面13至第一截面11之間的區(qū)域內(nèi)的厚度小于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度，其中，第一截面11位于修正加工模型10的頂部12與第二截面13之間，第二截面13與第一截面11之間的距離占該修正加工模型的長(zhǎng)度的21%至31%。上段已經(jīng)提到靜子葉片的葉根與葉頂存在剛性差異，使得靜子葉片在長(zhǎng)度方向上的各部位的讓刀量不同，發(fā)明人通過對(duì)90個(gè)靜子葉片進(jìn)行各截面的數(shù)據(jù)分析，總結(jié)靜子葉片實(shí)際讓刀的規(guī)律性，發(fā)現(xiàn)第一截面11到第二截面13之間的區(qū)域內(nèi)的讓刀量相對(duì)較大，其中，第二截面13與第一截面11之間的距離占該修正加工模型的長(zhǎng)度的21%至31%，但是，相對(duì)于第一截面11到修正加工模型10的頂部12之間的區(qū)域內(nèi)的讓刀量要小，并且，同時(shí)發(fā)現(xiàn)第二截面13到修正加工模型10的底部14之間的區(qū)域內(nèi)雖然也存在的讓刀量，但是，該讓刀量可以忽略不計(jì)，也就是說，通過數(shù)控機(jī)床加工得到的靜子葉片在第二截面到其 底部之間的區(qū)域內(nèi)的厚度是要求的。因此，將修正加工模型10在第一截面11到第二截面13之間的區(qū)域內(nèi)的的厚度降低，使得經(jīng)加工所得的靜子葉片與基準(zhǔn)加工模型的差距減小，能夠降低工作人員對(duì)后續(xù)打磨的作用量，如果厚度選擇合適的話，還能夠使通過數(shù)控機(jī)床加工而成的靜子葉片的厚度符合標(biāo)準(zhǔn)而無需在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行人工打磨。優(yōu)選地，第一截面11與第二截面13之間的距離占修正加工模型10的長(zhǎng)度的26%。在本實(shí)施例中，第一截面11與第二截面13之間的距離為9mm，修正加工模型10以及基準(zhǔn)加工模型的長(zhǎng)度為34.1mm。
[0028]如圖2所示，在本實(shí)施例中，修正加工模型10在第一截面11至該修正加工模型10的頂部12之間的區(qū)域內(nèi)的厚度相對(duì)于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度減小了該基準(zhǔn)加工模型在對(duì)應(yīng)第一截面11的截面上的最大厚度(也就是中部厚度)的13.7%至14.3%。優(yōu)選的，修正加工模型10在第一截面11至該修正加工模型10的頂部12之間的區(qū)域內(nèi)的厚度(也就是中部厚度)相對(duì)于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度減小了該基準(zhǔn)加工模型在對(duì)應(yīng)第一截面11的截面上的最大厚度的14%。上述數(shù)值的確定是通過發(fā)明人對(duì)第一截面11的點(diǎn)位數(shù)據(jù)重新構(gòu)建，計(jì)量結(jié)果顯示，第一截面11偏離理論型面6至9絲，因此，基準(zhǔn)加工模型的位于第一截面11兩側(cè)型面數(shù)據(jù)均需要向內(nèi)偏移0.07mm以得到修正加工模型10在第一截面11上的厚度。也就是說，修正加工模型10在第一截面11上的厚度比基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度小0.14mm。采用上述尺寸的模型五軸機(jī)床上進(jìn)行加工，針對(duì)中部較厚且兩側(cè)較窄的靜子葉片來說，加工完成的靜子葉片在第一截面11的中心位置的實(shí)際厚度為1mm，較實(shí)際需要的的靜子葉片在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度0.99mm厚了 0.01mm，滿
足|/λ| ?.--1的輪廓度要求。
[0029]如圖2所示，在本實(shí)施例中，修正加工模型10在第一截面11至第二截面13之間的區(qū)域內(nèi)的厚度相對(duì)于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度減小了該基準(zhǔn)加工模型在對(duì)應(yīng)第二截面13的截面上的最大厚度的9.7%至10.3%。優(yōu)選的，修正加工模型10在第一截面11至第二截面13之間的區(qū)域內(nèi)的厚度相對(duì)于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度減小了該基準(zhǔn)加工模型在對(duì)應(yīng)第二截面13的截面上的最大厚度(也就是中部厚度)的10%。上述數(shù)值的確定是通過發(fā)明人對(duì)第二截面13的點(diǎn)位數(shù)據(jù)重新構(gòu)建，計(jì)量結(jié)果顯示，第二截面13偏離理論型面5至6絲，于是對(duì)第二截面13至第一截面11之間的區(qū)域進(jìn)行修正，基準(zhǔn)加工模型的位于第二截面13兩側(cè)型面數(shù)據(jù)均需要向內(nèi)偏移0.05mm以得到修正加工模型10在第二截面13上的厚度。也就是說，修正加工模型10在第二截面13上的厚度比基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度小0.1mm。采用上述尺寸的模型五軸機(jī)床上進(jìn)行加工，加工完
成的靜子葉片在第二截面13至第一截面11之間的區(qū)域內(nèi)的厚度滿足PW1的輪廓度要求。
[0030]在用數(shù)控機(jī)床加工靜子葉片時(shí)，在靜子葉片的兩側(cè)圓角處有啃刀痕跡，導(dǎo)致加工完成的靜子葉片的局部寬度小于比基準(zhǔn)加工模型的相對(duì)應(yīng)位置的寬度。因此，如圖2所示，在本實(shí)施例中，修正加工模型10在第二截面13至該修正加工模型10的頂部12之間的區(qū)域內(nèi)的寬度大于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的寬度。第二截面13至該靜子葉片的頂部12之間的區(qū)域內(nèi)的啃刀痕跡比較明顯，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)的寬度失真，降低了靜子葉片的使用性能。通過改變模型尺寸，將加工完成的靜子葉片在上述區(qū)域內(nèi)的寬度盡可能的接近基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的寬度，提高靜子葉片的使用性能。
[0031]在本實(shí)施例中，修正加工模型10在第二截面13至該靜子葉片的頂部12之間的區(qū)域內(nèi)各截面的寬度相對(duì)于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)截面上的寬度增加了該基準(zhǔn)加工模型在對(duì)應(yīng)第二截面13的截面上的寬度的0.2%至0.4%。優(yōu)選地，修正加工模型10在第二截面13至該靜子葉片的頂部12之間的區(qū)域內(nèi)各截面的寬度相對(duì)于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)截面上的寬度增加了該基準(zhǔn)加工模型在對(duì)應(yīng)第二截面13的截面上的寬度的0.3%。例如，將基準(zhǔn)加工模型的位于第二截面13兩側(cè)圓弧均向外偏移0.03mm以得到修正加工模型10在第二截面13上的寬度。也就是說，修正加工模型10在第二截面13上的寬度比基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的寬度大0.06mm。采用上述尺寸的模型五軸機(jī)床上進(jìn)行加工，加工完成的靜子葉片在第二截面13至頂部之間的區(qū)域內(nèi)的寬度更符合要求。應(yīng)用本實(shí)施例的數(shù)控銑削加工方法加工而成的靜子葉片符合要求。在本實(shí)施例中，基準(zhǔn)加工模型上對(duì)應(yīng)修正加工模型10的第二截面13的截面寬度為14.76mm。
[0032]現(xiàn)有技術(shù)中，數(shù)控機(jī)床的加工過程為兩步，第一步是粗加工，也就是說將坯料銑削成靜子葉片形狀，只不過該靜子葉片留有加工余量，也就是說，該精加工后的靜子葉片比實(shí)際需要的靜子葉片厚并且寬，然后在進(jìn)行精加工，也就是將粗加工之后的靜子葉片按照實(shí)際需要的靜子葉片的模型尺寸進(jìn)行加工，無需人為留出余量。由于數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行精加工后者直接加工坯料(無粗加工)時(shí)，該坯料加工過程中的產(chǎn)生晃動(dòng)，使得加工完成的靜子葉片的前端有明顯震紋，降低了使用性能。
[0033]如圖1和圖3所示，數(shù)控機(jī)床對(duì)坯料進(jìn)行銑削加工包括步驟S10、步驟S20步驟S30，各步驟如下:
[0034]步驟SlO:對(duì)坯料進(jìn)行粗加工以使該坯料的局部形成相對(duì)于修正加工模型10在厚度和寬度上留有余量的粗加工葉片。粗加工葉片留有0.05mm余量。坯料的其他部分夾持在數(shù)控機(jī)床的夾具上。
[0035]步驟S20:對(duì)粗加工葉片進(jìn)行半精加工以使粗加工葉片在長(zhǎng)度方向上呈階梯狀以形成階梯葉片20，由階梯葉片20的底部21到該階梯葉片20的頂部22呈收縮狀，階梯葉片20相對(duì)于修正加工模型10在厚度和寬度上留有余量。
[0036]步驟S30:對(duì)階梯葉片20進(jìn)行精加工。
[0037]由在上述加工過程中形成了階梯葉片20，因此，靜子葉片由底部到頂部的余量逐層減少，對(duì)階梯葉片20進(jìn)行精加工時(shí)降低了頂部的銑削力，且靜子葉片的中間部位仍有較好的剛性支撐，消除了頂部圓角的打缺問題，避免了靜子葉片前端的震紋現(xiàn)象。
[0038]如圖1和圖3所示，在本實(shí)施例中，步驟S20包括步驟S21，其中，步驟S21:對(duì)粗加工葉片在第三截面23至該粗加工葉片的頂部12之間的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行第一半精加工以使該粗加工葉片形成相對(duì)于修正加工模型10在厚度和寬度上留有余量的第一半精加工葉片，也就是說，在第三截面23處形成一個(gè)臺(tái)階面，由于球頭銑刀的結(jié)構(gòu)原因，臺(tái)階面為弧形面。第三截面23與該粗加工葉片的頂部12之間的距離占該粗加工葉片的長(zhǎng)度的25至35%。優(yōu)選地，第三截面23與該粗加工葉片的頂部12之間的距離占該粗加工葉片的長(zhǎng)度的20%。在上述位置處形成臺(tái)階面能夠很好的避免震紋現(xiàn)象。第一半精加工葉片在第三截面23至葉頂之間的區(qū)域內(nèi)留有0.02mm余量。
[0039]如圖1和圖3所示，在本實(shí)施例中，步驟S20還包括步驟S22，其中，步驟S22:對(duì)第一半精加工葉片在第四截面24至該第一半精加工葉片的頂部12之間的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行第二半精加工以使該第一半精加工葉片形成相對(duì)于修正加工模型10在厚度和寬度上留有余量的第二半精加工葉片，也就是說，在第四截面24處形成第二個(gè)臺(tái)階面。第四截面24與該第一半精加工葉片的頂部12的距離占該第一半精加工葉片的長(zhǎng)度的5至15%。優(yōu)選地，第四截面24與該第一半精加工葉片的頂部12的距離占該第一半精加工葉片的長(zhǎng)度的10%。第二半精加工葉片在第四截面24至葉頂之間的區(qū)域內(nèi)留有0.0lmm余量。
[0040]本實(shí)施例的數(shù)控銑削加工方法主要應(yīng)用在4軸機(jī)床KH63G、4軸機(jī)床U2000、五軸機(jī)床DMU125P、五軸機(jī)床HPC630XT和五軸機(jī)床C40U上。
[0041]在本實(shí)施例中，采用平頭銑刀將坯料加工成粗加工葉片，采用球頭銑刀將粗加工葉片加工成階梯葉片20，并且對(duì)該階梯葉片20進(jìn)行精加工?，F(xiàn)有的，球頭銑刀和平頭銑刀的刀刃所在區(qū)域的軸向長(zhǎng)度均為30mm，總長(zhǎng)均為80mm。但是，根據(jù)粗加工數(shù)控刀具與靜子葉片形成5度的側(cè)傾角，深度每層2mm’的螺旋式進(jìn)刀方式，刀刃所在區(qū)域的軸向長(zhǎng)度為30mm的標(biāo)準(zhǔn)刃長(zhǎng)降低了平頭銑刀整體的剛性，因此，在本實(shí)施例中，平頭銑刀的刀刃所在區(qū)域的軸向長(zhǎng)度為12mm至15mm。刀刃所在區(qū)域的軸向長(zhǎng)度進(jìn)行縮短后，提高了平頭銑刀整體的剛性，減少了切削過程中平頭銑刀的讓刀和振動(dòng)及斷刀現(xiàn)象，同時(shí)進(jìn)給量由原來的90mm/min提高至120mm/min,粗加工時(shí)間由原來的16分鐘降至12分鐘,使還料進(jìn)行粗加工的效率提高了 30%。
[0042]由于靜子葉片是自由曲面，精加工過程是球頭銑刀與坯料點(diǎn)接觸加工的過程，根據(jù)加工過程中球頭銑刀與坯料所形成的夾角，球頭銑刀參與切削的部位是球頭銑刀的球頭與直徑的交點(diǎn)處。葉型的理論精度取決于合金銑刀的直徑精度及球頭精度，而零件表面粗糙度的好壞主要取決與球頭銑刀繞坯料加工的疏密程度，通過精密對(duì)刀儀對(duì)每把球頭銑刀的幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量篩選，選出球頭半徑為4.003mm至3.997mm,徑向直徑為8.005mm至
7.995mm的球頭銑刀，保證了每批坯料加工狀態(tài)的一致性。此外，球頭銑刀的刀刃所在區(qū)域的軸向長(zhǎng)度為12mm至15臟，這樣，減少了精加工時(shí)，球頭銑刀自身的讓刀與發(fā)彈，提高了葉型精度及表面粗糙度。
[0043]在本實(shí)施例中，球頭銑刀為未涂層銑刀。由于靜子葉片的前端非常薄弱，球頭銑刀越鋒利，坯料的讓刀量越少，對(duì)涂層合金銑刀與未涂層合金銑刀進(jìn)行加工比較，未涂層合金銑刀加工而成的靜子葉片更接近理論尺寸。
[0044]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種靜子葉片的數(shù)控銑削加工方法，采用數(shù)控機(jī)床對(duì)坯料進(jìn)行銑削加工以得到靜子葉片，其特征在于，將靜子葉片的修正加工模型(10)作為所述數(shù)控機(jī)床的預(yù)計(jì)加工完成的靜子葉片，其中，所述修正加工模型(10)是通過確定靜子葉片的基準(zhǔn)加工模型相對(duì)于所述數(shù)控機(jī)床按照該基準(zhǔn)加工模型實(shí)際加工而成的靜子葉片所產(chǎn)生的偏移量，并且用該基準(zhǔn)加工模型減去該偏移量而得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控銑削加工方法，其特征在于，所述修正加工模型(10)在第一截面(11)至該修正加工模型(10)的頂部(12)之間的區(qū)域內(nèi)的厚度小于所述基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度，其中，所述第一截面(11)與所述修正加工模型(10)的頂部(12)之間的距離占該修正加工模型(10)的長(zhǎng)度的9%至19%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控銑削加工方法，其特征在于，所述修正加工模型(10)在第二截面(13)至所述第一截面(11)之間的區(qū)域內(nèi)的厚度小于所述基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度，其中，所述第一截面(11)位于所述修正加工模型(10)的頂部(12)與所述第二截面(13)之間，所述第二截面(13)與第一截面(11)之間的距離占該修正加工模型(10)的長(zhǎng)度的21%至31%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控銑削加工方法，其特征在于，所述修正加工模型(10)在所述第一截面(11)至該修正加工模型(10)的頂部(12)之間的區(qū)域內(nèi)的厚度相對(duì)于所述基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度減小了該基準(zhǔn)加工模型在對(duì)應(yīng)所述第一截面(11)的截面上的最大厚度的13.7%至14.3%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)控銑削加工方法，其特征在于，所述修正加工模型(10)在第一截面(11)至所述第二截面(13)之間的區(qū)域內(nèi)的厚度相對(duì)于所述基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的厚度減小了該 基準(zhǔn)加工模型在對(duì)應(yīng)所述第二截面(13)的截面上的最大厚度的9.7%至 10.3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)控銑削加工方法，其特征在于，所述修正加工模型(10)在所述第二截面(13)至該修正加工模型(10)的頂部(12)之間的區(qū)域內(nèi)的寬度大于基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)位置上的寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)控銑削加工方法，其特征在于，所述修正加工模型(10)在所述第二截面(13)至該修正加工模型(10)的頂部(12)之間的區(qū)域內(nèi)各截面的寬度相對(duì)于所述基準(zhǔn)加工模型在相對(duì)應(yīng)截面上的寬度增加了該基準(zhǔn)加工模型在對(duì)應(yīng)所述第二截面(13)的截面上的寬度的0.2%至0.4%。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控銑削加工方法，其特征在于，所述數(shù)控機(jī)床對(duì)所述坯料進(jìn)行銑削加工包括如下步驟: 步驟SlO:對(duì)所述坯料進(jìn)行粗加工以使該坯料的局部形成相對(duì)于所述修正加工模型(10)在厚度和寬度上留有余量的粗加工葉片； 步驟S20:對(duì)所述粗加工葉片進(jìn)行半精加工以使所述粗加工葉片在長(zhǎng)度方向上呈階梯狀以形成階梯葉片(20)，由所述階梯葉片(20)的底部(21)到該階梯葉片(20)的頂部(22)呈收縮狀，所述階梯葉片(20)相對(duì)于所述修正加工模型(10)在厚度和寬度上留有余量； 步驟S30:對(duì)所述階梯葉片(20)進(jìn)行精加工。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)控銑削加工方法，其特征在于，所述步驟S20包括: 步驟S21:對(duì)所述粗加工葉片在第三截面(23)至該粗加工葉片的頂部(12)之間的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行第一半精加工以使該粗加工葉片形成相對(duì)于所述修正加工模型(10)在厚度和寬度上留有余量的第一半精加工葉片，其中，所述第三截面(23)與該粗加工葉片的頂部(12)之間的距離占該粗加工葉片的長(zhǎng)度的25至35%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)控銑削加工方法，其特征在于，所述步驟S20還包括: 步驟S22:對(duì)所述第一半精加工葉片在第四截面(24)至該第一半精加工葉片的頂部(12)之間的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行第二半精加工以使該第一半精加工葉片形成相對(duì)于所述修正加工模型(10)在厚度和寬度上留有余量的第二半精加工葉片，其中，所述第四截面(24)與該第一半精加工葉片的頂部(12)的距離占該第一半精加工葉片的長(zhǎng)度的5至15%。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)控銑削加工方法，其特征在于，采用平頭銑刀將所述坯料加工成所述粗加工葉片，采用球頭銑刀將所述粗加工葉片加工成所述階梯葉片(20)，并且對(duì)該階梯葉片(20)進(jìn)行精加工，其中，所述平頭銑刀的刀刃所在區(qū)域的軸向長(zhǎng)度為12mm至15mm,所述球 頭統(tǒng)刀的刀刃所在區(qū)域的軸向長(zhǎng)度為12mm至15mm,所述球頭統(tǒng)刀的球頭半徑為4.003mm至3.997mm,所述球頭統(tǒng)刀的徑向直徑為8.005mm至7.995mm,所述球頭統(tǒng)刀為未涂層f先刀。
【文檔編號(hào)】B23C3/18GK103962612SQ201410211593
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】劉偉淋, 程璋, 龔環(huán)球, 李軍 申請(qǐng)人:中國(guó)南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司