[发明专利]一种安装板带有空间角度的叶片锻件加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑性成型领域，具体说是一种航空发动机及其他透平机械中安装板带有空间角度的叶片类锻件的加工方法。

背景技术

传统的叶片锻件工艺设计方法是，锻件沿用原零件设计图给定的坐标系，锻件叶身直接在零件型面添加余量得到，锻件安装板按照坐标系方向添加余量得到，安装板基本设计为六面体，并保证六面体的六个面与坐标轴平行或存在二维角度。同时用于检测的叶片样板测具也是按照原坐标系进行设计的，叶身可直接使用样板测量，安装板可使用“高度尺+正弦规”简单地进行几何划线测量。

对于安装板带有空间角度的叶片来说，其安装板的长宽方向与设计图给定的坐标轴之间存在较大的三维空间角度。若采用传统方法设计锻件，安装板的长宽方向余量按坐标轴方向添加，为了包容安装板，会使安装板加工余量变大，这样不但浪费了原材料，而且也增加了机械加工量。若不按照设计图给定的坐标系添加安装板余量，锻件安装板部位就不能使用样板测具方便地进行测量，这是因为，锻件安装板必须由坐标系定位，由于此时锻件安装板与坐标系之间呈两个角度，即在两个坐标轴方向上均存在角度，而一般的正弦规只能旋转一个角度，因此锻件的安装板尺寸便无法直接测量，安装板尺寸易在批量生产中失控，从而存在叶片批量报废的质量隐患。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种打破传统的设计思路，既要保证安装板较小的加工余量，又要保证实际生产时安装板部位可使用样板测具方便地测量的加工方法。具体方案如下：

一种安装板带有空间角度的叶片锻件工方法，包括以下步骤：

(1)建立新的坐标系，新坐标系的Z`轴方向与安装板的法向一致；使叶片锻件安装板的长、宽、高方向与三个坐标轴之间一一对应；

(2)按照新坐标系重新截取叶身截面，添加叶身余量、安装板

余量，完成锻件图的设计；

(3)按照新坐标系及新截取的叶身型面进行样板测具的设计。

本发明的有益效果：

按新的设计方法生产的锻件，减少了安装板的加工余量，原材料节约16％左右；同时在生产中可以方便地进行安装板的测量，消除了叶片锻件批量报废的隐患。

附图说明

图1为新坐标系的示意图；

图2为按传统方法涉及的锻件图；

图3为按本发明方法设计的锻件图；

图4为按传统方法的叶片锻件装夹在夹具上的示意图；

图5为按本发明的方法的叶片锻件装夹在夹具上的示意图,

图中，1为安装板，2为叶身，Z轴为原零件设计图给定的坐标系的Z轴方向，Z’为新坐标系的Z轴方向。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明，如图1所示，(1)建立新的坐标系，新坐标系的Z轴方向与安装板的法向一致；使叶片锻件安装板的长、宽、高方向与三个坐标轴之间一一对应；(2)按照新坐标系重新截取叶身截面，添加叶身余量、安装板余量，完成锻件图的设计；安装板带有空间角度的叶片零件外形如图l所示；图2、图3分别为按照传统设计方法及新方法设计的叶片锻件，其中双点划线为零件外形，粗实线为锻件外形。由图中可以看出锻件图选取的坐标系不同，安装板加工余量不同，叶身部分截面数量、截面间距相同。新方法设计的锻件安装板余量比传统的有所减小，叶身部分尺寸的控制程度没有差异。(3)按照新坐标系及新截取的叶身型面进行样板测具的设计，图4、图5分别为传统方法及新方法设计的锻件及其装夹在相应测具上的实际状态。由图4可以看出，锻件安装到测具后的各叶身切面不是竖直状态，因为测具和样板配合检测锻件叶身型面的原理是，采取六点定位的方式将叶片锻件安装在测具上，再利用测具上的的立柱确定叶身切面的具体位置及方向，再使样板紧靠测具上的水平定位面及立柱直的一面。这时样板的切面处于叶身切面的理论位置，根据其与锻件叶身之间的间隙（即透光），就可以确定锻件叶身切面轮廓度是否合格；样板需要外力扶持才能靠在测具及立柱的基准面上，同时，由于切面不竖直，由于光线的问题，使得检测人员对透光的观察也非常费力。因此叶身型面用塞尺检测叶身型面透光时既不准确又不方便。另外，此处还有一点需要说明，该锻件采用在安装板上选取六点定位在测具上的方式，因此，如果维持原有切面但将其转为竖直，即将图4中的Z轴转为水平方向，那么锻件两个安装板的下表面就不是水平状态了，这样一来，锻件会发生滑动，无法在测具上可靠定位。如图5所示，按本发明的方法设计的锻件及测具，锻件叶身截面与锻件安装板平面正交且在测具上呈竖直状态，因此锻件装卡在测具上后既可以方便地测量叶身型面，又可以很方便地划线测量安装板尺寸。

本发明利用坐标轴的转换，减少了安装板的加工余量，减少安装板的加工余量减少的原因是，沿零件安装板方向加余量的方式使锻件安装板平面与零件安装板平面平行，因此余量十分均匀，避免了为使锻件安装板与坐标轴方向一致而被迫多加余量的问题，原材料节约16％左右；同时在生产中可以方便地进行安装板的测量，消除了叶片锻件批量报废的隐患。该技术不仅可应用于航空发动机，还可以应用在其他透平机械中安装板带有空间角度的叶片类锻件设计中。