一种整流器环燕尾槽的加工方法与流程

1.本说明书涉及航空发动机燕尾槽加工技术领域，具体涉及一种整流器环燕尾槽的加工方法。


背景技术：

2.在当今航空发动机领域，高压压气机中静子整流器中多采用燕尾榫槽结构使静子整流叶片和整流器环的联接。传统上，整流器环的燕尾槽的加工采用燕尾成型铣刀进行铣加工。但是由于静子整流器为内槽结构，成型铣刀需要使用角度头进行转换加工，由于角度头刚性不好和成型铣刀接触面太宽容易产生让刀，难以保证整流器环中槽宽尺寸的一致性，导致装配的叶片需要分为多组进行配合，导致发动机整机单台投产叶片数量成倍增加。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本说明书实施例提供一种整流器环燕尾槽的加工方法，以达到通过拉削保证槽宽尺寸的一致性，保证叶片与槽的装配要求无需根据槽宽进行叶片的选配，满足发动机整机合理的叶片投料需求的目的。
4.本说明书实施例提供以下技术方案：
5.一种整流器环燕尾槽的加工方法，包括如下步骤：
6.工步一、将整流器环进行约束装夹并压紧整流器环；
7.工步二、采用角度头装夹棒铣刀进行燕尾槽开槽；
8.工步三、粗铣燕尾槽，采用角度头装夹燕尾成型铣刀进行燕尾槽开粗；
9.工步四、拉削燕尾槽，采用拉削刀片进行燕尾槽拉削；
10.工步五、重复工步二至工步四直到所有燕尾槽加工完毕。
11.进一步地，工步四的拉削燕尾槽包括如下步骤：
12.粗拉削燕尾槽；
13.精拉削燕尾槽。
14.进一步地，使用粗拉拉削刀片粗拉削燕尾槽。
15.进一步地，使用精拉拉削刀片精拉削燕尾槽。
16.进一步地，精拉拉削刀片的刃宽大于粗拉拉削刀片的刃宽，且精拉拉削刀片的刃宽和粗拉拉削刀片的刃宽差为0.13mm至0.29mm。
17.进一步地，粗拉拉削刀片的刀尖夹角为r，r为70度。
18.进一步地，精拉拉削刀片的刀尖夹角为r，r为70度。
19.进一步地，粗铣燕尾槽工步中，单边留余量0.45mm至0.55mm。
20.进一步地，粗拉削燕尾槽工步中，单边留余量0.05mm至0.10mm。
21.进一步地，工步一中，整流器环约束装夹在五轴加工中心上。
22.与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
23.通过选用拉削方式进行燕尾槽的精加工，采用控制拉削余量控制了整流器环的变形，采用铣床等五轴加工中心进行铣削使拉削在一次装夹下完成，解决了铣床粗铣完成后，转到拉床进行拉削的重复定位误差问题，大大减小了燕尾槽拉削的余量，从而避免了利用成型铣刀进行燕尾槽铣削因让刀和刀具磨损导致的燕尾槽宽尺寸的不一致的问题。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
25.图1是本发明实施例整流器环燕尾槽的加工方法流程图；
26.图2是本发明实施例拉削燕尾槽流程图；
27.图3是本发明实施例被加工的整流器环燕尾槽结构示意图；
28.图4是图3的n向燕尾槽部分的详细结构示意图；
29.图5是图4的e-e截面燕尾槽部分的详细结构示意图；
30.图6是本发明实施例整流器环装夹示意图；
31.图7是本发明实施例粗铣燕尾槽示意图；
32.图8是本发明实施例的拉削刀片结构示意图；
33.图9是本发明实施例的拉削刀片刀杆及刀柄径向示意图；
34.图10是本发明实施例的拉削刀片刀杆及刀柄立体示意图；
35.图11是本发明实施例的拉削刀片刀杆及刀柄轴向示意图；
36.图12是本发明实施例的拉削刀柄装配刀片示意图。
37.附图标记说明：1、整流器环；2、燕尾槽；3、夹板；4、夹具；5、成型铣刀；6、拉削刀片；7、拉削刀杆；8、拉削刀柄。
具体实施方式
38.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
39.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
40.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践
此方法。
41.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
42.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
43.本发明实施例的整流器环燕尾槽的加工方法借鉴了航空发动机压气机盘等燕尾槽的拉削经验，创新的将拉削工艺从拉床加工应用到铣床等加工中心中开展切削。
44.以下结合附图，说明本技术各实施例提供的技术方案。
45.如图3所示，待加工的整流器环1为壁薄的圆环形结构，需要在整流器环1上加工出若干结构相同且间距相同的燕尾槽2，在加工燕尾槽2时，重点需要保证整流器环1中燕尾槽2的槽宽尺寸一致性的同时保证在加工过程中整流器环1不变形。参考图4，根据静子整流叶片和整流器环连接的技术要求，待加工的燕尾槽2和整流器环1外径边缘的夹角为榫槽叶片安装角α。待加工的燕尾槽2内部为开口小底部大的燕尾结构，图5为本发明实施例整流器环1中待加工的燕尾槽2的结构以及具体参数要求。
46.本发明实施例的整流器环燕尾槽的加工方法采用五轴加工中心和角度头加工燕尾槽。
47.如图1所示，本发明实施例整流器环燕尾槽加工，具体包括如下工步：
48.s01、装夹整流器环1。
49.如图6所示，采用五轴加工中心上的夹具4将整流器环1进行约束装夹并压紧整流器环1。图中的α为榫槽叶片安装角，在本发明实施例的整流器环1的技术要求中，α为56度至60度。整流器环1因其功能需要，壁薄刚性差，直接在整流器环1上加工燕尾槽2会造成整流器环1的变形，需要通过夹具4定位圆箍紧整流器环1以提升整流器环1的整体刚性，减小后续铣削和拉削工步切削力导致整流器环1的变形。同时，仅采用一次夹装后即可进行后续铣削和拉削，避免了采用铣床粗铣完成后将整流器环1转到拉床进行拉削的重复定位误差问题。
50.s02、燕尾槽2开槽。采用角度头装夹棒铣刀对燕尾槽2进行开槽。
51.具体的，使用角度头装夹棒铣刀去除榫槽中的较大余量，初步固定燕尾槽2的位置，同时为后续使用成型铣刀粗铣燕尾槽的工步做前期准备。
52.s03、粗铣燕尾槽2。如图7所示，采用角度头装夹燕尾成型铣刀5在整流器环1上进行燕尾槽2的开粗，使燕尾槽2的燕尾形状初步成型。燕尾槽2的单边留余量0.45mm至0.55mm，给进一步的加工留下余量。使用角度头装夹燕尾成型铣刀5完成榫槽的初步成型加工以保证槽型面间余量均匀，同时保证后续拉削工步受力均匀，使得拉削力在槽宽方向一致，防止受力不均导致榫槽扭曲变形。
53.s04、拉削燕尾槽。使用拉削刀片6对燕尾槽2进行拉削。
54.如图2所示，具体的，拉削燕尾槽分为粗拉削燕尾槽和精拉削燕尾槽两个工步。
55.s041、粗拉削燕尾槽2。采用粗拉削刀片6进行燕尾槽2的拉削，单边留余量0.05mm至0.10mm。
56.s042、精拉削燕尾槽2。采用精拉削刀片6进行燕尾槽2拉削，保证槽宽等技术要求的尺寸。
57.拉削燕尾槽工步的目的是为了完成榫槽成型尺寸的加工，通过拉削保证槽宽尺寸的一致性。采用粗拉削燕尾槽和精拉削燕尾槽两个工步组合的拉削方式进行燕尾槽的精加工，以保证燕尾槽2的槽宽等尺寸符合技术要求，并通过控制粗拉削和精拉削余量控制了整流器环1的变形。
58.参考图8，粗拉削燕尾槽2和精拉削燕尾槽2均采用相同结构的拉削刀片6。拉削刀片6的刃宽为l，其中，粗拉削燕尾槽2使用的拉削刀片6的刃宽比精拉削燕尾槽2使用的拉削刀片6刃宽长0.13mm至0.29mm。拉削刀片6的刀尖夹角为r，根据本发明实施例的整流器环1的燕尾槽2的技术要求，粗拉削燕尾槽使用的拉削刀片6和精拉削燕尾槽使用的拉削刀片6的刀尖夹角r均为70度。
59.如图9和图10所示，本发明实施例的整流器环燕尾槽的加工方法案中，s04工步的拉削刀片6采用专用拉削刀杆9进行安装定位和加工。其中，拉削刀片6固定于拉削刀杆7的前部，然后，将拉削刀杆7后部整体固定在拉削刀柄8上。如图11和图12所示，h1为拉削刀片6的工作宽度，针对本发明实施例的整流器环1的燕尾槽2，拉削刀片6的工作宽度h1设定为5.975mm至6.025mm。h2为拉削刀片6的刀片最大切深，针对本发明实施例的整整流器环1的燕尾槽2，拉削刀片6的刀片最大切深h2设定为4.95mm至5.05mm。
60.s05、重复工步s02至工步s04，通过调整五轴加工中心的刀具位置，完成整流器环1上每一个燕尾槽2的加工直至所有燕尾槽2均加工完毕。
61.通过上述整流器环燕尾槽的加工方法，解决了传统利用成型铣刀进行燕尾槽铣削由于让刀和刀具磨损导致的槽宽尺寸不一致的问题。解决了通过直接拉削导致环变形问题，通过选用拉削方式进行燕尾槽的精加工，通过控制拉削余量控制了整流器环的变形。同时，采用铣床等五轴加工中心进行铣削和拉削的一次装夹下完成，解决了铣床粗铣完成后，转到拉床进行拉削的重复定位误差问题，大大减小了燕尾槽拉削的余量。
62.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
63.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。