一种方钢毛料叶片加工方法与流程

【技术领域】

本发明属于航空发动机高温合金叶片的加工制造技术领域，具体涉及一种方钢毛料叶片加工方法。

背景技术：

航空发动机某机叶片毛料为方钢，该材料的牌号为gh4586硬度，该材料的硬度为hbw≥340，属于难加工材料，在目前叶片研制生产中采取的模锻叶片加工工艺方法不适用于本叶片加工，目前的铣削加工方法及加工能力对方钢毛料的大余量加工存在不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种方钢毛料叶片加工方法，以解决现有技术中针对方钢钢种，已有的模锻叶片加工方法不适用，加工余量不足的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种方钢毛料叶片加工方法，包括以下步骤：

步骤1，将方钢毛料加工为六面体结构，并加工出三个基准面，获得第一过程件；所述第一过程件分为第一区域和第二区域，所述第一区域用于加工榫头，所述第二区域用于加工叶身；

步骤2，以三个基准面定位，线切割去除第一区域的第一余量后，加工出榫头的工作面，获得第二过程件；

步骤3，以榫头的工作面为基准定位，线切割去除第二区域的第二余量，粗加工第二区域，获得第三过程件；

步骤4，将第三过程件真空处理后获得第四过程件；

步骤5，以榫头的工作面为基准定位，加工出叶身，所述叶片加工完成。

本发明的进一步改进在于，

优选的，步骤1中，所述三个基准面两两垂直。

优选的，步骤1中，所述六面体结构的叶片周围最大余量为2mm。

优选的，步骤2中，线切割去除第一区域的第一余量后，获得第一过程加工件，所述过程加工件中第一区域的轮廓余量为1mm。

优选的，步骤2中，通过磨削加工出榫头的工作面。

优选的，所述磨削加工采用滚轮和砂轮。

优选的，步骤3中，线切割去除第二区域的第二余量后，获得过程加工件，所述第二过程加工件中第二区域的余量为2mm；加工第二区域时以榫头的榫头工作面定位。

优选的，步骤3中，粗加工第二区域的方法为数控铣削。

优选的，步骤3中，所述第三过程件的加工余量为1mm。

优选的，步骤5中，采用五坐标加工中心的方法加工出叶身。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种方钢毛料叶片加工方法，该方法首先将方钢毛料加工为六面体结构，同时对应的加工出三个基准面，通过这三个基准面，进行下面步骤的加工，该方法为将整个毛料分为两个区域，一个区域用于加工榫头，另一个区域用于加工叶身，将榫头加工出后，以榫头的工作面作为基准面进行叶身的加工。该加工方法结合现有模锻叶片的加工工艺方法，采取线切割去除大余量，使用数控缓进磨削进行叶片榫头部位主体尺寸加工，再以榫头定位，线切割去除叶身大余量后，对叶身型面进行加工。该工艺方法一定程度上解决了高温合金叶片大余量加工型面变形及多次重复定位后精度差的问题，减少铣加工工序的安排，提高生产效率。采用本发明提供的工艺方法进行高温合金叶片生产加工，可在很大程度上，解决了方钢毛料余量大、材料难加工的问题，减少了工序安排，减少了故障隐患，缩短了加工周期，节约生产成本。

【附图说明】

图1是本发明应用的某型发动机压气机模锻叶片毛料的主示图；

图2是本发明应用的某型发动机压气机模锻叶片毛料的俯视图；

图3是本发明应用的某型发动机压气机模锻叶片结构主示图；

图4是本发明应用的某型发动机压气机模锻叶片结构俯视图；

其中：1-第一基准面；2-第二基准面；3-第三基准面；4-第一区域；5-第二区域；6-榫头；7-叶身；8-榫头工作面。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明将方钢毛坯料划分为第一区域4和第二区域5两个加工区域，其中第一区域4用于加工叶片的榫头6，采取线切割去除第一余量后，采取磨削工艺加工第一区域4的剩余部分，加工出榫头6主体大部分尺寸，再以榫头6进行定位进行第二区域5的加工，使用线切割叶身7的第二余量进行去除，之后进行叶身7的铣加工。最后被加工出的叶片分为两部分，一部分为榫头6，另一部分为叶身7。

该模锻叶片毛料如图1和图2所示，该模锻叶片毛料的下端面的宽度小于上端面的宽度，侧壁面和竖直方向的夹角为7°，方便模锻得到的叶片毛料脱模。通过该方钢毛料加工成叶片的目标结构如图1和图2中虚线所示，将需加工区域分为第一区域4和第二区域5。

本发明公开了一种方钢毛料叶片加工方法，该加工方法的具体步骤为：

步骤1：将不规则方钢毛料铣成图3和图4所示六面体，铣出第一基准面1、第二基准面2和第三基准面3三个基准面，三个基准面为不对称的三个面，参见图3和图4，六面体的大小按叶片最大轮廓留2mm余量，获得第一过程件。第一基准面1和第二基准面2为共用一个侧边的两个侧平面，第三基准面3相对于第一基准面1和第二基准面2为底面，这三个基准面相互之间两两垂直。方钢毛坯料划分为第一区域4和第二区域5两个加工区域。

步骤2：同时以六面体中的第一基准面1、第二基准面2和第三基准面3进行定位，采取线切割切割第一区域中的第一余量，切割过程中沿榫头的最大轮廓且留1mm的余量，获得第一过程加工件，第一过程加工件为四方体结构，该四方体结构的边部和榫头各个部分最大轮廓之间的距离为1mm的余量，然后直接用磨削工艺加工榫头6获得榫头的榫头工作面8，用专用滚轮和砂轮加工榫头6的榫头工作面8至最终尺寸，获得第二过程件。所述第一余量为较大的余量，一个榫头6中有两个榫头工作面8。

步骤3：以榫头6的榫头工作面8为基准定位，用专用工装夹持，先线切割去除第二区域5的第二余量，留2mm余量，获得第二过程加工件；所述第二过程加工件中的第二区域5为不规则的六面体，该六面体的形状依据叶片轮廓的形状设定，六面体的每一个侧边和离其最近的叶片边部之间的距离为2mm，即余量。再以数控铣削的方式粗铣第二区域5留1mm加工余量，获得第三过程件。

步骤4：将粗铣后的叶片进行真空去应力，获得第四过程件。

步骤5：以榫头6的工作面为基准定位，采用五坐标加工中心最终加工出的叶身。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。