[发明专利]发动机扩压器薄叶片加工缺陷的控制方法

说明书

本发明公开了一种发动机扩压器薄叶片加工缺陷的控制方法，包括以下步骤：薄叶片加工模型设计：使实际加工后得到的薄叶片与所需的尺寸吻合；半精加工后分层铣削：对薄叶片的叶身和叶尖分别进行半精加工，然后沿薄叶片的叶面竖直方向进行分层铣削。上述控制方法解决薄叶片无法满足0.02mm的轮廓度要求的问题；另外，将薄叶片半精加工后，在Z向进行分层铣削，每一层绕薄叶片精铣一圈到尺寸，由于叶尖余量小于叶身余量，整个叶片具有一定的刚性且叶尖的铣削力又较小，因此上述加工方法切削力小，叶尖不会发生倾倒或变形，同时分层铣削减小了瞬时铣削力，并且由于分层铣削时叶尖还有余量，保持了铣削的连续性，消除了叶尖与叶身之间的接痕。

技术领域

本发明涉及航空发动机扩压器的叶片加工技术领域，特别地，涉及一种发动机扩压器薄叶片加工缺陷的控制方法。

背景技术

新一代航空发动机的性能要求越来越高，其中扩压器叶片普遍具有材料硬、叶片薄、精度高的特点。例如，某型复杂扩压器本体材料为GH2132，洛氏硬度为HRC40，叶片全长130mm，叶高10mm，叶片最厚处2mm，最薄处厚度为0.3mm。上述扩压器叶片在立式加工中心VMC1500上数控铣削加工，铣刀经过前、后缘圆角时，叶尖会发生弯曲和倾倒现象，且由于叶片的每个部位刚性各不相同，所以每个部位加工的受力状态是不一致的，因此会在叶身与前后缘叶尖之间产生一条明显的接痕，如图1、图2所示；即使用新刀具加工，叶身至叶尖的让刀量和表面粗糙度都不相同。叶身刚性较好，仅存在0.01mm～0.02mm的让刀量；叶尖刚性较差，存在0.05mm～0.06mm的让刀量，并且颤震严重，振纹大，无法满足叶片的粗糙度要求。

同时，由于刀具的磨损，每个叶片叶形的一致性不好。发动机扩压器有30个叶片，每相邻两个叶片都有厚度差异，同一把铣刀从第一个叶片加工至第30个叶片时，叶片的厚度会逐步增加。加工的前三个叶片的厚度变化很小，总厚度差在0.002mm以内，每相邻两叶片厚度差只有0.0007mm；加工的第4片至第10片叶片的总厚度差为0.024mm，每相邻两叶片厚度差比前三片增加0.004mm；加工的第10片至第20片叶片的厚度共增加0.05mm，每相邻两叶片厚度差增加0.005mm；加工的第20片至第30片叶片的厚度共增加0.07mm，每相邻两叶片厚度差增加0.007mm；30个叶片的厚度差为0.144mm，无法满足叶片0.02mm的轮廓度要求。

发明内容

本发明提供了一种发动机扩压器薄叶片加工缺陷的控制方法，以解决航空发动机扩压器叶片因厚度薄而加工困难且会产生叶尖与叶身之间有接痕、叶片尺寸不合格、叶片表面振纹的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种发动机扩压器薄叶片加工缺陷的控制方法，包括以下步骤：

薄叶片加工模型设计：依据所述薄叶片各部位实际加工的让刀量对所述薄叶片的理论设计点位进行调整，使按照调整后的设计模型进行实际加工后得到的所述薄叶片与所需的尺寸吻合；

半精加工后分层铣削：对所述薄叶片的叶身和叶尖分别进行半精加工，然后沿所述薄叶片的叶面竖直方向进行分层铣削，上述步骤具体为：S1、利用铣刀半精加工所述薄叶片周边，所述薄叶片的周边留0.3mm～1.0mm余量；利用铣刀顺铣的方式半精加工所述薄叶片的叶尖，所述叶尖的周边留0.1mm～0.3mm余量；S2、利用铣刀顺铣的方式沿所述薄叶片的叶面竖直方向分层铣削，对所述薄叶片进行精加工到设计尺寸。

进一步地，所述步骤S2中铣刀沿叶面竖直方向由上至下对所述薄叶片进行分层铣削。

进一步地，所述步骤S2中铣刀分层铣削时每层铣削的高度为0.5mm～5.0mm。

进一步地，所述步骤S2中铣刀分层铣削时每层铣削的高度为0.5mm～2.5mm。