1.本发明涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种用于铸造高温合金环块类零件的加工定位工艺方法。
背景技术：2.航空发动机制造中的铸造高温合金环块加工时，由于铸造高温合金环块类零件的结构问题导致定位装夹不稳定，进而引起的夹具、刀具和工序安排等多方面影响零件加工品质的连锁问题。现有铸造高温合金环块类零件加工面临的问题如下：
3.(1)高温合金环块类零件一般为单一直面或锥面的扇形段，零件自身没有加工上可利用的装夹结构(台阶、安装边等)，加工时一般采用圆弧腹面顶紧、边缘夹紧等方式，定位与固定的方向与加工受力不对应，再有加工时材料的切削冲击力大，极易造成环块定位不稳定，回转结构不同心，壁厚不均匀等问题，影响加工精度；
4.(2)环块上的一些结构特性，由于夹具与刀具有干涉，不能在同一次装夹中实现，需要反复的替换压板或分工序完成，极易造成零件窜动，出现接刀台；同时操作上工序分散，夹具数量增多，装夹准备时间长，周转次数多；
5.(3)环块零件的设计要求，回转尺寸和技术条件特性要整环成组加工完成，便于保证发动机装配回转特性的一致；但在实际的加工中，零件之间的接缝形成断续加工状态，铸造高温合金为本身就是难加工材料；断续装夹时加工冲击力大，刀具磨损更严重；
6.(4)单次装夹零件少于整环台份数量，不足整环数量交付，造成生产计划排产困难，批次加工时间延长。
技术实现要素：7.本发明提供了一种用于铸造高温合金环块类零件的加工定位工艺方法，其有效解决了铸造高温合金环块类零件的加工定位稳定性差、刀具消耗大和加工效率低等技术问题。
8.为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
9.一种用于铸造高温合金环块类零件的加工定位工艺方法，包括如下步骤：
10.s1、准备毛料：所述毛料上设置有工艺边；
11.s2、规划定位基准：在所述工艺边上加工1个基准面和2个基准孔；
12.s3、线切割毛料两侧扇形面；
13.s4、采用整环成组加工的方式，车加工回转面；
14.s5、铣加工外侧花边及钻孔；
15.s6、线切割切断工艺边。
16.进一步的，所述步骤s6之后还包括如下步骤：
17.s7、电加工槽；
18.s8、表面修整；
19.s9、最终检验。
20.进一步的，所述步骤s2、s4和s6中，每个步骤加工完，均设置有去毛刺的步骤。
21.进一步的，所述步骤s3之后，还设置有去重熔层的步骤。
22.进一步的，所述s2中，过两2个基准孔的定位圆拟合到零件回转中心，定位圆的圆心与零件回转中心同轴。
23.优选的，所述工艺边设置有工艺加强筋。
24.优选的，所述s2中，采用铣加工的方式加工1个基准面和2个基准孔。
25.优选的，所述步骤s5和s6之间，还设置有标印、去毛刺的步骤。
26.本发明的有益效果：
27.1)本发明的加工定位工艺方法用于解决铸造高温合金环块类零件由于设计结构工艺性差而引发的一系列影响此类零件加工质量和效率的问题；
28.2)本发明根据铸造高温合金环块工艺结构，保证设计要求的回转特性加工要求，提高加工工艺性，改善了铸造高温合金材料的断续加工状况，改善了切削环境；
29.3)本发明实现工序集中、减少周转和准备时间、提高加工效率，回转组合加工时增加一次装夹零件数量，满足整台份交付。
30.本发明的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。
附图说明
31.图1是本发明实施例提供的一种用于铸造高温合金环块类零件的加工定位工艺方法的流程图；
32.图2是本发明实施例提供的带工艺边的铸造高温合金环块类零件毛料的主视示意图；
33.图3是本发明实施例提供的带工艺边的铸造高温合金环块类零件毛料的剖视示意图；
34.图4是现有技术中铸造高温合金环块类零件毛料的主视示意图；
35.图5是现有技术中铸造高温合金环块类零件毛料的剖视示意图；
36.图6是本发明实施例提供的加工有基准面和基准孔的工艺边的主视示意图；
37.图7是本发明实施例提供的加工有基准面和基准孔的工艺边的左视示意图；
38.图8是本发明实施例提供的加工有基准面和基准孔的工艺边的俯视示意图；
39.图9是本发明实施例提供的线切割毛料两侧扇形面的主视示意图；
40.图10是本发明实施例提供的线切割毛料两侧扇形面的左视示意图；
41.图11是本发明实施例提供的线切割毛料两侧扇形面的俯视示意图；
42.图12是本发明实施例提供的车铣加工定位装夹的示意图；
43.图13是图12的a
‑
a剖视图(下工艺边处压紧)；
44.图14是图12的局部放大图一；
45.图15是图12的局部放大图二；
46.图16是现有技术中铸造高温合金环块在车加工工序零件装夹时的示意图；
47.图17是图16的b
‑
b剖视图一(外侧压紧，加工内侧部位回转面)；
48.图18是图16的b
‑
b剖视图二(内侧压紧，加工外侧部位回转面)。
具体实施方式
49.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
50.为了解决现有技术存在的问题，如图1至图18所示，本发明提供了一种用于铸造高温合金环块类零件的加工定位工艺方法，包括如下步骤：
51.s1、准备毛料：毛料上设置有工艺边；
52.如图2至图5所示，本发明在铸造高温合金环块零件毛料的一侧，增加了毛料长度、并加宽，形成稳定的工艺边结构；现有技术铸造高温合金环块类零件在设计结构上大多没有可以装夹利用的安装边等结构，不利于零件在加工过程中的稳定定位装夹。本发明在最初始的毛料状态增设工艺边结构，便于零件后续的装夹加工。
53.s2、规划定位基准：在工艺边上加工1个基准面和2个基准孔，过两2个基准孔的定位圆拟合到零件回转中心，定位圆的圆心与零件回转中心同轴；
54.如图6至图8所示，对工艺边进行必要的加工：铣基准面、钻2个基准孔；每个基准孔到铸造高温合金环块类零件回转中心的距离相等，过2个基准孔的定位圆可拟合到零件回转中心，定位圆的圆心与零件回转中心同轴。本发明统一定位基准，采用一面两孔定位方式，定位基准面面积较大，两个基准孔的尺寸和位置精度较高，能够实现稳定定位。
55.s3、线切割毛料两侧扇形面；
56.如图9至图11所示，将铸造环块两侧的余量在精加工之前加工完成去除，为车加工做准备，后面有整环加工内容的加工工序，夹具均按照整台份环块的数量回转布置定位结构，装夹时环块间两两侧面贴严，形成整环加工，整台批量交付，同时形成近似连续切削表面状况。本实施中，线切割毛料两侧扇形面之后，设置有去重熔层的步骤。
57.s4、采用整环成组加工的方式，车加工回转面，车加工回转中心与零件回转中心重合；
58.如图12至图18所示，本发明将整环所有铸造高温合金环块的毛料均固定在夹具上，整环成组加工时，缩小环块之间的间隙，增加回转加工时一次装夹的零件数量，成组加工整环整台份交付，改善刀具的加工切削工况。现有技术中铸造高温合金环块在车加工工序零件装夹时，需要在切削运动的反方向设置挡销，防止零件窜动；由于未加工到位，环块的侧面有余量存在；挡销尺寸、环块侧面余量和零件的设计长度按整环形式累加起来，整台就会超出圆周长度；使得每次装夹的零件数量就会少于整台份数量，导致环块间圆周上的间隙大。本发明在整环成组加工时，根据设计要求，将铸造高温合金环块类零件的角度按照设计角度加工，并保证中下偏差范围，铸造高温合金环块类零件的角度＝360
°÷
环块台份数量，满足整环装配，环块间的装夹安装缝隙减小，形成近似完整的切削表面，加工时刀具的断续切削状态得到的有效的改善，使刀具消耗大大的降低。
59.如图12至图18所示，本发明改善了装夹方式，取消交替压板压紧，减少工装准备难度和时间。现有技术中进行加工中，加工内外两侧的要素需要交替换向压紧，环块定位面积较小，辅助支撑的顶紧力不足以平衡断续切削的振动冲击力，导致零件定位不稳定；压紧部位上端面远离定位表面，零件容易产生窜动，影响加工精度，并且夹具在装夹操作上比较繁琐，需要反复的调整压板和辅助支撑，装夹准备工作量较大。本发明在环块的外侧下端工艺边处进行定位装夹，不占用整环成组环块圆周位置，环块加工部位完全暴露出来，不存在遮
挡等问题，加工过程中不需要反复的调整压板，且压紧力对应定位面，零件受力稳定，操作较简单。
60.s5、铣加工外侧花边及钻孔；
61.s6、线切割切断工艺边，具体实施时，步骤s2、s4和s6每个步骤加工完，均设置有去毛刺的步骤。
62.本发明中步骤s6之后还包括如下步骤：
63.s7、电加工槽；
64.s8、表面修整，修整零件表面划痕、擦伤等；
65.s9、最终检验，进行尺寸检验。
66.作为优选，工艺边设置有工艺加强筋，本实施例中，结合铸造高温合金环块结构特点在毛料阶段增设工艺边结构，该工艺边要与环块的重量匹配，定位基面稳定，并充分考虑加工空间，可适当增加工艺加强筋。
67.本实施例中，采用铣加工的方式加工1个基准面和2个基准孔，在环块铸造毛料的工艺边上加工基准平面和两个定位基准孔，形成一面两孔的完全定位模式，基准的精度按照零件加工要求的二分之一至四分之一给定，完成相关加工内容后切除工艺边。在环块的加工工艺路线和加工内容的设计中，充分利用工艺边一面两孔定位方式，同类加工内容一道工序完成，做到基准统一。
68.作为优选，步骤s5和s6之间，还设置有标印、去毛刺的步骤，通过标印对零件进行标号记录。
69.实施例
70.目前公司所承担型号发动机中，铸造高温合金环段类零件较多，受结构和加工特性的限制，夹具和刀具的费用较高，工序加工内容单一、工序分散、周转较多、零件加工效率低下。本发明的加工定位工艺方法改变了原有零件工艺设计思路，大大的改善零件的加工品质、降低工装费用、工序极大集中、减少周转等非增值时间，提高加工效率、节省工装费用一半以上，缩短加工时间20％以上。
71.本实施例的一种用于铸造高温合金环块类零件的加工定位工艺方法，包括如下步骤：
72.1、准备毛料，毛料上设置有工艺边；
73.2、在工艺边上铣加工1个基准面和2个基准孔，本发明以铸造毛料工艺边上统一的基准，安排工艺路线，后续工序尽可能的采用统一基准加工；
74.3、去毛刺；
75.4、线切割毛料两侧扇形面，为车加工做准备；
76.5、去重熔层；
77.6、采用整环成组加工的方式，车加工回转面；
78.7、去毛刺；
79.8、铣加工外侧花边及钻孔；
80.9、标印；
81.10、去毛刺；
82.11、线切割切断工艺边；
83.12、去毛刺；
84.13、电加工槽；
85.14、表面修整，修整表面划痕、擦伤等；
86.15、最终检验，进行尺寸检验。
87.本实施例中，步骤线切割毛料两侧扇形面、车加工回转面、铣加工外侧花边及钻孔、以及线切割切断工艺边均采用铸造毛料工艺边基准定位。尤其在车加工中，环块采用一面两孔定位和整环成组装夹布局形式，定位稳定可靠，所有回转特性的设计要素，在同一次装夹加工中实现，加工一致性好，壁厚、跳动、同轴等形位公差能够很容易保证。
88.本实施例的一种用于铸造高温合金环块类零件的加工定位工艺方法的使用效果阐述：
89.通过对铸造高温合金环块类零件加工模式的完全改变，在提高零件加工质量、加工效率以及降低加工成本方面均取得了显著的效果，具体为：
90.1)加工质量方面：加工稳定性提高，回转设计特性得到有效保证，消除了以往存在的接刀台、壁厚不均、跳动等形位公差差的问题；
91.2)加工效率方面：
92.新旧工艺路线对比
[0093][0094]
原工艺路线中主要工序有23道，本发明加工定位工艺方法的工艺路线主要工序为15道；将原来车床加工内容全部在一道工序完成，将铣花边、钻孔、线切割槽工序合并为一道铣外圆及花边、钻孔工序，这样主导的工艺路线减少了6道，磨加工等工序也相应减少。
[0095]
工序数量减少量为：
[0096]
(23
‑
15)
÷
23
×
100％＝34.8％
[0097]
机械加工工序工艺准备时间减少量为：
[0098]
(310
‑
220)
÷
310
×
100％＝29％
[0099]
单台机械加工时间减小量为：
[0100]
(2390
‑
1783)
÷
2390
×
100％＝25.4％。
[0101]
3)夹具费用方面：
[0102][0103]
本发明加工定位工艺方法车、铣等工序的定位均采用在毛坯工艺边上的基准面和基准孔，基准统一，工序高度集中，工序数量减少，原来需要10套专用夹具，本发明加工定位工艺方法仅仅需要4套专用夹具，即可满足所有车、铣加工内容的定位装夹要求。
[0104]
夹具费用减少量为：
[0105]
(29.1
‑
11.5)
÷
29.1
×
100％＝62.2％。
[0106]
本发明的铸造高温合金环块类零件装配上属于回转体，结构上化整为零，将环形件分开成多个扇形弧段，装配于航空发动机机匣上，起到固定、密封、支撑、连接等作用，在航空发动机的性能、装配和修理等方面有着巨大的贡献。随着发动机性能指标的提升，越来越多的铸造高温合金环块类零件出现航空发动机的各个单元部件中，为实现铸造高温合金环块类零件稳定、可靠、高效加工，本发明的加工定位方法应用前景广泛。
[0107]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。