[发明专利]一种改善菌型叶根加工表面粗糙度的方法及专用夹具

说明书

技术领域

本发明涉及叶片加工技术领域，具体为一种改善菌型叶根加工表面粗糙度的方法及专用夹具。

背景技术

菌型叶根由于其齿型为内齿故其加工难度大，特别是要在齿型表面得到较高的表面粗糙度难度更大。一般情况下，表面粗糙度差主要是由刀具刃口表面质量和系统刚性差引起的，在目前的叶片机加工领域内，欲获得较高的表面粗糙度其主要是根据叶片的材料和叶根的形状选择合适的刀具、再根据叶片的材料和所选择的刀具规格确定切削参数，其缺点一方面在于其刀具以及切削参数的选择多是按照经验来选择，其加工效果不稳定，特别是在刀具刃磨以后其加工的表面粗糙度无法达到与刀具刃磨前一致的效果；另一方面，其未充分考虑菌型叶根齿型加工过程中系统刚性对表面粗糙度的影响，这里所说的系统刚性主要包括机床主轴刚性、工装夹具刚性，当机床主轴刚性差、工装夹具对叶片装夹不可靠，均可引起系统振动过大从而加大对表面粗糙度的影响。以往的工装夹具，其结构见图1和图２，其包括底板1和夹具体2，底板1安装于机床工作台面，夹具体2安装于底板1外侧端部、底板2内侧端部安装有调节支承结构3，叶片4装夹时菌型叶根的一侧面紧靠夹具体2外侧定位面并通过上、下旋转压板5、6压紧，底板1通过两块底板压板12压紧于机床工作台面，其缺点在于：其上、下旋转压板5、6安装位置靠近夹具体的内侧，其仅能压紧菌型叶根的中齿14和小齿15、使得大齿13飘空，且底板压板12远离夹具体质心，使得在进行菌型叶根粗铣、精铣加工时叶片、整个系统振动过大，从而影响表面粗糙度。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种改善菌型叶根加工表面粗糙度的方法，其解决了目前仅依靠加工经验来确定刀具以及切削参数的问题，保证刀具刃磨后表面粗糙度加工效果的一致性，且其充分考虑了影响表面粗糙度的因素，有效改善加工表面粗糙度。为此，本发明还提供了的改善菌型叶根加工表面粗糙度专用夹具。

其技术方案是这样的，其特征在于：其包括以下步骤及工艺参数的设定：首先根据叶片的材料以及叶根的形状选择刀具并校核所述刀具的圆跳动是否超差，再根据所述刀具的圆跳动超差情况确定应当使用的刀具刃磨方法，然后确定叶根粗铣加工和精铣加工的切削参数是否符合要求，并校核机床主轴刚性、确定切削液喷射方向，最后检查叶片的装夹是否符合要求。

其进一步特征在于：所述刀具的圆跳动范围应在0～0.015mm，所述刀具刃口部分的粗糙度为Ra0.2μm ~Ra0.4μm；

所述刀具刃磨方法的选择，包括以下四种情形：当所述刀具圆跳动不超差，只是刃口部分表面质量下降或产生积屑瘤时，采用等分刃磨；当且仅当圆跳动超差时，采用不等分刃磨；当圆跳动超差且刃口部分表面质量下降或产生积屑瘤时，先采用等分刃磨，再采用不等分刃磨；当叶根齿型工作面所对应的刀具节距超差时，采用偏角度刃磨，所述偏转角范围为5^o~10^o；

所述切削参数包括切削深度a_p、进给速度V_f、以及主轴转速n，其中粗铣的切削参数为a_p=0.1 mm ~0.5mm，V_f=10 mm/min ~15mm/min，n=100 r/min ~130r/min，精铣的切削参数为a_p=0.1 mm ~0.3mm，V_f=11 mm/min ~13mm/min，n=120 r/min ~130r/min；

所述机床主轴刚性的校核，应保证主轴刀具的切削功率（P）不大于主轴输出功率的三分之一，所述主轴输出功率即指主轴电机功率P_E×转动效率η；

所述切削液的喷射角度范围为25°～30°；

所述叶片装夹时，叶根齿形处夹具应保证叶根的大、中、小齿夹紧可靠、避免出现大齿飘空的现象，且保证叶根齿形处夹具压板无限靠近夹具质心。

其更进一步特征在于：所述切削参数的优选值，粗铣的切削参数优选值a_p=0.2mm，V_f=12mm/min，n=110r/min，精铣的切削参数优选值为a_p=0.2mm，V_f=12mm/min，n=120r/min。