一種航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片的加工方法，在導(dǎo)向葉片毛坯的下緣板兩端分別設(shè)置擋板圍成側(cè)邊開口的凹槽腔；在該凹槽腔內(nèi)倒入自凝牙托粉和自凝牙托水形成堅固的填充樹脂或者直接填充樹脂；以導(dǎo)向葉片下緣板一側(cè)端面的粗基準(zhǔn)定位磨削另一側(cè)端面；以磨削過的端面定位，夾具夾緊在下緣板填充樹脂處，分別磨削、車削上、下緣板其它部位；加工完后將填充樹脂氣化掉；牙托粉自凝固化后與葉片形成一體，增大了定位面積，左、右側(cè)端面一側(cè)用于定位一側(cè)夾緊，穩(wěn)定可靠；車加工徑向面時夾具可輕松讓開內(nèi)弧車加工處，車刀不會與夾具體發(fā)生干涉，葉片不會因車刀的點接觸而產(chǎn)生的徑向力使其變形，保證了葉片加工的尺寸精度。
【專利說明】一種航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及航空發(fā)動機(jī)渦輪導(dǎo)向葉片加工技術(shù)，具體涉及一種航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對于航空發(fā)動機(jī)渦輪導(dǎo)向葉片，其毛坯一般采用高溫合金材料鑄造，在制機(jī)種的導(dǎo)向葉片下緣板多為如圖1所示的“Π”形結(jié)構(gòu)。對于這種材料和結(jié)構(gòu)的葉片，尤其下緣板即“Π”形下部的厚度為3-5mm，端面的加工長度一般不超過15_18mm，在機(jī)械加工中一般采用70年代引進(jìn)的英國羅.羅公司斯貝202型發(fā)動機(jī)葉片的加工技術(shù)，即左、右兩側(cè)上下分別一次成型磨削端面和徑向面的辦法完成加工，工裝的定位和夾緊容易實現(xiàn)。而對于高性能的低壓渦輪導(dǎo)向葉片，材料為高溫合金K465，下緣板為“工”字形和“J”字形懸臂結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)葉片的下緣板壁薄，剛性不好，側(cè)端面窄成品為1.5mm,內(nèi)弧徑向面寬成品最大27mm,采用現(xiàn)有的加工技術(shù)，在加工時有兩個弱點:一是要加工內(nèi)弧面，此時側(cè)端面窄不便于定位，車刀會與夾具體發(fā)生干涉，夾具設(shè)計上避讓有難度；二是采用以往的成型磨削，內(nèi)弧面積偏大，冷卻不易完全沖入磨削區(qū)，為避免出現(xiàn)磨削燒傷，工藝上需采用冷卻好的車削工藝代替磨削工藝，但隨之帶來第三個問題是由于下緣板下部壁薄，車削的徑向力容易使其產(chǎn)生變形。這種“工”字形或“J”字形懸臂結(jié)構(gòu)葉片的加工工藝成了新的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法，解決現(xiàn)有加工技術(shù)加工低壓渦輪導(dǎo)向葉片緣板不便于定位、易導(dǎo)致緣板變形的問題。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法，包括以下步驟:
[0006]( I)在導(dǎo)向葉片毛坯的下緣板兩端分別設(shè)置擋板，擋板與下緣板圍成側(cè)邊開口的凹槽腔；
[0007](2)將葉片放倒使所述凹槽腔開口向上，在該凹槽腔內(nèi)鋪放自凝牙托粉，然后再倒入自凝牙托水，待牙托粉自凝固化形成堅固的填充樹脂；或者在該凹槽腔內(nèi)直接倒入加熱融化的綠色低熔點樹脂流體，待樹脂冷卻凝固成堅硬的樹脂填充體；
[0008](3)以導(dǎo)向葉片毛坯下緣板一側(cè)端面的粗基準(zhǔn)定位磨削另一側(cè)端面，磨削時連同填充樹脂同時磨削，以便增大基準(zhǔn)面的定位面積，作為下一步加工的定位平面用；
[0009](4)以步驟(3)磨削過的端面定位，夾具夾緊在下緣板填充樹脂處，分別磨削、車削下緣板其它部位；
[0010](5)全部加工完確保尺寸合格后，將葉片放入熱處理爐中，將填充樹脂氣化掉；若采用綠色樹脂填充，則將葉片放入烘箱中加熱，使樹脂與葉片分離。
[0011 ] 所述步驟(2)中，在凹槽腔內(nèi)先鋪放第一層自凝牙托粉約5mm厚，然后倒入自凝牙托水，牙托粉與牙托水比例按log:5ml配比，使倒入的牙托水剛好沒過牙托粉；然后繼續(xù)鋪放第二層自凝牙托粉，填滿凹槽腔，鋪放牙托粉高度不得低于下緣板端面余量，然后再倒入自凝牙托水，使倒入的牙托水剛好沒過牙托粉。
[0012]將葉片放入熱處理爐中加熱至400-500°C將填充樹脂氣化掉。
[0013]所述步驟(2)在凹槽腔內(nèi)直接倒入經(jīng)烘箱加熱至121°C融化的RIGIDAX綠色低熔點樹脂流體，等待I?2分鐘冷卻即可凝固成堅硬的樹脂填充體。
[0014]所述步驟(5)將葉片放入烘箱中加熱至121°C將綠色填充樹脂熔化與葉片分離，
殘留痕跡采用三氯乙烯蒸汽熏蒸清除。
[0015]所述導(dǎo)向葉片下緣板為“工”字形結(jié)構(gòu)，采用膠布將夾布膠木片或硬紙片固定在導(dǎo)向葉片毛坯的下緣板兩端，夾布膠木片或硬紙片與下緣板的兩側(cè)分別形成側(cè)邊開口的凹槽腔。
[0016]所述導(dǎo)向葉片下緣板為“J”字形結(jié)構(gòu)，采用膠布將夾布膠木片或硬紙片固定在導(dǎo)向葉片毛坯的下緣板兩端，夾布膠木片或硬紙片與下緣板一側(cè)形成側(cè)邊開口的凹槽腔。
[0017]本發(fā)明的發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法，在葉片毛坯的下緣板兩端設(shè)置擋板圍成側(cè)邊開口的凹槽腔，在凹槽腔內(nèi)填充綠色樹脂或者牙托粉和牙托水的混合體，利用牙托粉或綠色樹脂自凝固化后有足夠的硬度和強(qiáng)度的優(yōu)點，在葉片凹槽里與葉片形成一體，與葉片同時加工后增大了側(cè)端面的定位面積，這樣左、右側(cè)端面一側(cè)用于定位，一側(cè)夾緊，穩(wěn)定可靠；車加工徑向面(內(nèi)弧面)時，夾具輕而易舉可讓開內(nèi)弧車加工處，車刀不會與夾具體發(fā)生干涉，葉片也不會因車刀的點接觸而產(chǎn)生的徑向力使其向凹槽方向變形，保證了葉片加工的尺寸精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是在制機(jī)型低壓一級渦輪葉片下緣板“Π”形結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是某型低壓渦輪二級導(dǎo)向葉片填充牙托粉后定位、夾緊部位示意圖；
[0020]圖3是某型低壓渦輪另一種二級導(dǎo)向葉片填充牙托粉后定位、夾緊、加工部位示意圖；
[0021]圖4是某型高導(dǎo)葉片焊接組件填充牙托粉后加工部位示意圖；
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】詳細(xì)說明本發(fā)明方案:
[0023]實施例1，導(dǎo)向葉片“工”字形懸臂結(jié)構(gòu)下緣板加工步驟如下:
[0024](I)采用膠布將夾布膠木片或硬紙片固定在潔凈的葉片下緣板的“工”字形懸臂結(jié)構(gòu)兩端(葉盆、葉背側(cè)下緣板部位)，這時夾布膠木片與“工”字形結(jié)構(gòu)緣板形成兩個側(cè)端開口的凹槽腔；零件批量大時可設(shè)計一固定夾具遮擋形成凹槽腔。
[0025](2)將葉片放倒，這時一側(cè)的凹槽向上，在該凹槽內(nèi)鋪放自凝牙托粉，然后再倒入自凝牙托水，以牙托水剛好沒過牙托粉為宜；待十幾分鐘后牙托粉自凝固化，形成堅固的填充樹脂；或者也可以直接在凹槽內(nèi)填充綠色低熔點樹脂，其樹脂采用英國進(jìn)口，牌號為RIGIDAX。
[0026](3)翻轉(zhuǎn)葉片，再對另一側(cè)凹槽進(jìn)行步驟(2)的同樣操作，并在此過程中應(yīng)控制填入量，作為第一基準(zhǔn)的一側(cè)填充量要略低于端面(約0.3mm)，得到如圖2所示的葉片結(jié)構(gòu)；圖中葉片I下緣板3處凹槽中有牙托粉填充劑2，自凝固化后形成樹脂。
[0027](4)先以葉片左側(cè)緣板已磨削過的粗基準(zhǔn)表面定位，磨削右側(cè)上緣板端面和下緣板端面A，其中下緣板磨削時連同填充樹脂同時磨削，以便增大基準(zhǔn)面的定位面積，作為下一步加工的定位平面用；
[0028](5)再以右側(cè)加工過的A表面連同填充樹脂定位，下緣板夾緊在左側(cè)填充樹脂B處，分別磨削葉盆、葉背側(cè)緣板楔面；再車削左側(cè)上緣板、下緣板C和下緣板“工”字形內(nèi)弧(徑向)表面Cl ；
[0029](6)全部加工完確保尺寸合格后，將葉片放入熱處理爐中，加熱至400?500°C把填充樹脂氣化掉。若采用進(jìn)口綠色樹脂做填充物，則將葉片加熱至RIGIDAX熔化溫度121°C來將其除掉，它的殘留痕跡應(yīng)采用三氯乙烯蒸汽熏蒸零件來清除。
[0030]實施例2，某型低壓渦輪另一種二級導(dǎo)向葉片“J”字形懸臂結(jié)構(gòu)下緣板加工步驟如下:
[0031](I)采用膠布將夾布膠木片或硬紙片固定在潔凈的葉片下緣板的“J”字形懸臂結(jié)構(gòu)兩端(葉盆、葉背側(cè)下緣板部位)，這時夾布膠木片與“J”字形結(jié)構(gòu)緣板形成I個側(cè)端開口的凹槽腔，零件批量大時可設(shè)計一固定夾具遮擋形成凹腔；
[0032](2)將葉片放倒，這時一側(cè)的凹槽向上，在該凹槽內(nèi)鋪放牙托粉，第一層鋪放約5mm厚，要求平整，然后倒入自凝牙托水，牙托粉與牙托水比例按IOg:5ml配比，以牙托水剛好沒過牙托粉為宜，稍加調(diào)和，然后繼續(xù)鋪放第二層牙托粉，填滿凹槽，并在此過程中應(yīng)控制填入量，待磨削左側(cè)填充要略低于端面高度，然后再倒入自凝牙托水，仍以牙托水剛好沒過牙托粉為宜；稍加調(diào)和，待十幾分鐘后牙托粉自凝固化，得到如圖3所示葉片局部結(jié)構(gòu)；
[0033](3)先以葉片右側(cè)E平面定位，分別磨削上緣板端面和下緣板D、D1、D2各部位，其中下緣板磨削時局部允許磨上填充樹脂；
[0034](4)以左側(cè)上緣板端面和下緣板的Dl平面定位，夾緊在右側(cè)D2端面上，上部夾緊在上緣板端面上，進(jìn)行銑削、鉆削槽和孔；
[0035](5)將葉片放入熱處理爐中，加熱至400?500°C把填充樹脂氣化掉；
[0036](6 )再以左側(cè)上、下緣板的DI平面定位，夾緊在右側(cè)D2端面上，上部夾緊在上緣板端面或流道度面上，角向靠上緣板槽側(cè)定位，分別磨削葉盆、葉背側(cè)緣板楔面；車削上緣板凹槽及電火花等其它工序。
[0037]實施例3、高導(dǎo)葉片另一種焊接組件加工步驟如下:
[0038](I)在圖4所示的導(dǎo)向葉片緣板上帶有多個裸露的小圓柱(Φ0.8-Φ 1.2)，局部區(qū)域內(nèi)填充牙托粉，然后倒入牙托水，牙托粉與牙托水比例按log:5ml配比，以牙托水剛好沒過牙托粉為宜填滿凹槽，稍加調(diào)和，待十幾分鐘后牙托粉自凝固化，形成堅固的填充樹脂；；
[0039](2)磨削填充區(qū)域，采用強(qiáng)力緩進(jìn)給五軸磨床MC607或MFP50，需使用中氣孔砂輪，以防樹脂堵塞砂輪氣孔，出現(xiàn)葉片燒傷，砂輪牌號:
[0040]P350 (或 300) X 25 X 75 (76.2) WA70F9V35
[0041](3)加工尺寸全部測量合格后，將葉片放入熱處理爐中，加熱至400?500°C把牙托粉固化體氣化掉。
[0042]填充樹脂成分:填充樹脂是由牙醫(yī)所用的義齒基托樹脂(II型)(自凝牙托粉)和義齒基托樹脂(II型)液(自凝牙托水)結(jié)合發(fā)生高分子反應(yīng)聚合而成，其主要成分是丙烯酸甲脂類材料，牙托水的作用是合成聚丙烯酸甲脂的原料。
[0043]采用基托樹脂作為填充介質(zhì)，易操作，直接按使用說明書進(jìn)行配比，經(jīng)加工后在葉片凹槽內(nèi)留存I?2個月尺寸穩(wěn)定不會松動，此樹脂用后容易清理，不用回收，葉片加工時緣板不會變形，且對葉片材料和環(huán)境沒有污染，樹脂原材料在市面醫(yī)藥店容易買到，價格便宜，經(jīng)濟(jì)適用。
[0044]采用此工藝方法增大了側(cè)端面的定位面積，這樣左、右側(cè)端面一側(cè)用于定位，一側(cè)夾緊，均穩(wěn)定可靠；車加工徑向面(內(nèi)弧面)時，夾具輕而易舉可讓開內(nèi)弧車加工處，車刀不會與夾具體發(fā)生干涉，葉片也不會因車刀的點接觸而產(chǎn)生的徑向力使其向凹槽方向變形，極好的保證葉片加工的尺寸精度。
[0045]這種工藝方法操作簡單，成本低，介質(zhì)易去除，并可降低懸臂式緣板結(jié)構(gòu)的加工工藝難度，同時能穩(wěn)定葉片緣板的加工尺寸精度。為今后加工類似結(jié)構(gòu)葉片打下了良好工藝基礎(chǔ)，它確立了航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片懸臂結(jié)構(gòu)緣板“填充樹脂可加大定位面并提供可靠的壓緊部位及支撐防加工變形”這一工藝方法，可供所有航空發(fā)動機(jī)制造企業(yè)加工類似結(jié)構(gòu)葉片時參照使用。
【權(quán)利要求】
1.一種航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在導(dǎo)向葉片毛坯的下緣板兩端分別設(shè)置擋板，擋板與下緣板圍成側(cè)邊開口的凹槽腔； (2)將葉片放倒使所述凹槽腔開口向上，在該凹槽腔內(nèi)鋪放自凝牙托粉，然后再倒入自凝牙托水，待牙托粉自凝固化形成堅固的填充樹脂；或者在該凹槽腔內(nèi)直接倒入加熱融化的綠色低熔點樹脂流體，待樹脂冷卻凝固成堅硬的樹脂填充體； (3)以導(dǎo)向葉片毛坯下緣板一側(cè)端面的粗基準(zhǔn)定位磨削另一側(cè)端面，磨削時連同填充樹脂同時磨削，以便增大基準(zhǔn)面的定位面積，作為下一步加工的定位平面用； (4)以步驟(3)磨削過的端面定位，夾具夾緊在下緣板填充樹脂處，分別磨削、車削上、下緣板其它部位； (5)全部加工完確保尺寸合格后，將葉片放入熱處理爐中，將填充樹脂氣化掉；若采用綠色樹脂填充，則將葉片放入烘箱中加熱，使樹脂與葉片分離。
2.如權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法，其特征在于:所述步驟(2)中，在凹槽腔內(nèi)先鋪放第一層自凝牙托粉約5mm厚，然后倒入自凝牙托水，牙托粉與牙托水比例按IOg:5ml配比，使倒入的牙托水剛好沒過牙托粉；然后繼續(xù)鋪放第二層自凝牙托粉，填滿凹槽腔，鋪放牙托粉高度不得低于下緣板端面余量，然后再倒入自凝牙托水，使倒入的牙托水剛好沒過牙托粉。
3.如權(quán)利要求2所述的航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法，其特征在于:將葉片放入熱處理爐中加熱至400-50(TC將填充樹脂氣化掉。
4.如權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法，其特征在于:所述步驟(2)在凹槽腔內(nèi)直接倒入經(jīng)烘箱加熱至121°C融化的RIGIDAX綠色低熔點樹脂流體，等待I?2分鐘冷卻即可凝固成堅硬的樹脂填充體。
5.如權(quán)利要求4所述的航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法，其特征在于:所述步驟(5)將葉片放入烘箱中加熱至121°C將綠色填充樹脂熔化與葉片分離，殘留痕跡采用三氯乙烯蒸汽熏蒸清除。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法，其特征在于:所述導(dǎo)向葉片下緣板為“工”字形結(jié)構(gòu)，采用膠布將夾布膠木片或硬紙片固定在導(dǎo)向葉片毛坯的下緣板兩端，夾布膠木片或硬紙片與下緣板的兩側(cè)分別形成側(cè)邊開口的凹槽腔。
7.如權(quán)利要求1-5任一項所述的航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向葉片緣板的加工方法，其特征在于:所述導(dǎo)向葉片下緣板為“J”字形結(jié)構(gòu)，采用膠布將夾布膠木片或硬紙片固定在導(dǎo)向葉片毛坯的下緣板兩端，夾布膠木片或硬紙片與下緣板一側(cè)形成側(cè)邊開口的凹槽腔。
【文檔編號】B23P15/02GK103786003SQ201410018552
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】劉建珺, 李紹鵬 申請人:西安航空動力股份有限公司