[发明专利]涡轮叶片的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种增压器涡轮叶片的加工方法，尤其涉及一种涡轮叶片毛坯为棒料时加工涡轮叶片的方法。

背景技术

涡轮叶片是构成增压器旋转轴的一组非常核心的旋转零件，并通过柴油机废气推动涡轮叶片方式使整个增压器运转，且旋转速度非常高。因此，涡轮叶片的结构复杂且对其加工精度要求相当高。如果加工方法不合理，就会导致制造出来的叶片精度达不到设计要求，引起旋转时不平衡量超差，降低增压器效率，缩短使用寿命，客户抱怨等问题出现。目前市场需求对增压器质量要求也日益不断提高。因此，考虑改进涡轮叶片的加工方法是必须和必要的。

传统的涡轮叶片的加工方法，包括以下步骤：步骤一，用方盒子夹具，方盒子夹具上的压紧螺钉压紧叶片毛坯叶片，通过翻盒子面，采用对称磨削方式磨出叶根端的榫齿。步骤二，用夹具固定叶根端的榫齿，支撑叶顶V型槽，在普通铣床上通过多道工序除去叶片内腹和背腹大部分涡轮叶片毛坯余量及清除叶身根部余量。步骤三，用液压夹具固定叶片叶根端的榫齿，支撑叶顶V型槽，在仿形铣床上精铣叶片内腹和背腹。步骤四，通过人工在砂轮机上按照样板抛磨修出叶身背腹和内腹曲面。这种制造工艺方法看似简单，对设备和人员要求不高，但缺点也是显而易见的。在步骤一中，用翻盒子面的磨削方式磨对称叶根端的榫齿型线，两次装夹，很可能因装夹误差导致叶根端的榫齿型线不对称或错位；在步骤二中，在普通铣床上工序太多且多次装夹去除余量，容易引起叶身变形；在步骤三中，叶片变形后再做精铣，定位基准已偏移，铣出的叶身曲面相对于叶根基准也发生偏移，且仿形铣方式本身铣出的精度也不高，会给手工抛磨带来不均匀的余量；在步骤四中，叶身曲面形状靠手工抛磨，样板对比，主观判断来保证质量，每片涡轮叶片之间差异很大。通过传统方法加工得到的涡轮叶片存在以下不足：1.每片涡轮叶片之间质量差异大，给装配和动平衡带来很大麻烦；2.涡轮叶片废品率较高，大约为10％；3.涡轮叶片叶身曲面与叶根端的榫齿相对轮廓度超差，在装配后造成叶珊面积不均匀，降低增压效率。因此，实际证明，采用传统的制造工艺方法，达不到涡轮叶片的质量要求，也满足不了日益提高的市场需求。

发明内容

为了解决传统涡轮叶片的加工方法工序太多、流程过长、产品制造不稳定、高废品率高的不足，本发明提供一种涡轮叶片的加工方法，保证涡轮叶片的质量，降低废品率，缩短工序，提高生产效率。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

涡轮叶片的加工方法，包括以下步骤：

步骤一，在五轴强力磨床上，用方盒子夹具上的压紧螺钉压紧叶片毛坯的叶身部分，按中心线对称磨削方式磨出叶根端的榫齿；

步骤二，在五轴铣床上，用夹紧齿块夹紧叶根端的榫齿，叶根端面贴紧夹具定位面，钻叶顶端的中心孔，支撑叶顶中心孔，铣出叶身曲面。

进一步，步骤一的磨削在五轴强力磨床上进行，磨削过程中，不需要翻动方盒子夹具，机床C轴旋转180°，将涡轮叶片榫齿对称磨削成型。一次性装夹、对称磨削叶片榫齿，保证了榫齿的对称性，提高了产品质量和精度，也为下道工序可靠的基准奠定了基础。

进一步，步骤二的铣削加工在五轴铣床上进行，且采用高速铣削方式铣出叶身曲面。一次装夹，采用高速铣削方式铣出叶身曲面，避免了叶身变形，保证了每片叶片之间的一致性。

本发明的有益效果：

本发明的涡轮叶片的加工方法通过五轴强力磨床上的机床C轴旋转180°，不需要方盒子夹具翻面产生二次装夹，采用一次性装夹、对称磨削出叶片榫齿，有效解决了榫齿与中心不对称及榫齿错位的技术问题，大大提高了产品质量和精度，也为下道工序可靠的基准奠定了基础；使用五轴铣床，用已磨削的榫齿定位，支撑叶顶中心孔加固，一次性装夹并采用高速铣削方式铣出叶身曲面，不仅大大缩短了传统工艺繁琐工序步骤，控制了由多次装夹造成装夹误差和变形，而且大大提高了产品质量和制造精度，满足了叶身曲面与基准相对形状误差要求，同时保证了每片叶片之间的一致性；涡轮叶片的废品率由10％降低到1‰，同时还有效地提高了生产效率，缩短了生产周期，从而降低了生产成本。

附图说明

图1是涡轮叶片半成品结构示意图。

图2是涡轮叶片结构示意图。

图3是方盒子夹具夹持涡轮叶片的轴测图。

图4是加工涡轮叶片的叶身曲面装夹结构示意图。

图5是图4Ⅰ处的局部放大图。

附图标记：

1-叶身部分；   2-叶身曲面；  3-榫齿；     4-中心孔； 5-中心线；