航空发动机低压进气导向叶片前缘扁槽加工方法

摘要

本发明公开了一种航空发动机低压进气导向叶片前缘扁槽加工方法，主要包括：用工装夹具夹持叶片的两端和叶片盆背面的中间叶型部分，将叶片固定在铣床工作台面上；先用三面刃铣刀进行开槽和主要加工量的粗加工，之后再用与槽底弧形相匹配的弧形刃铣刀进行余量的精铣加工，将扁槽加工至设计尺寸和形状。本发明的加工方法解决了现有技术航空发动机低压进气导向叶片前缘扁槽加工存在的夹刀、打刀、叶片易铣穿，报废率居高不下的难题，将低压进气导向叶片的加工合格率由原来的50％提高到90％，大大降低了叶片加工制造成本。

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机叶片加工方法，更为具体地说，是涉及航 空发动机低压进气导向叶片前缘扁槽的加工方法。

背景技术

在航空发动机叶片加工领域，由于叶片的叶型(叶身)和榫头的 形状不同，涉及到的加工方法有很多，但在叶片叶型边缘上铣加工深 宽比达20的深窄槽，在叶片加工领域还是一个新课题。某型号航空 发动机根据其整体结构上的设计要求，需要在低压进气导向叶片进气 一侧的叶型边缘上加工一个宽2mm、深40mm并贯穿叶片进气侧叶型 边缘的长470mm扁槽。该扁槽在叶片与其相配的挡板铆接后形成通气 孔。该扁槽的加工，现有技术的方法是通过工装夹具夹持叶片的两端 将叶片固定在铣床工作台面上，采用一种刀刃结构的铣刀完成扁槽的 全部加工。现有技术的这种加工方法，由于进气导向叶片叶型厚度有 限，在导向叶片进气一侧的叶型边缘中间加工扁槽，加工过程中稍有 偏斜，就会将叶片铣穿，导致零件报废。现有技术的进气导向叶片前 缘扁槽的加工方法，零件加工合格率很低，仅有50％。导致加工合格 率低的原因主要有以下几个方面：一是叶片扁槽窄而深，不易排屑， 用现有的一次成型铣刀加工容易出现夹刀和打刀，造成零件报废；二 是叶片扁槽口开位于进气一侧边缘，零件尺寸长、刚度低，安装与加 工过程中零件易发生变形和颤动，引起铣偏和打刀，从而造成零件报 废；其三是，由于整个槽口深度上的加工余量有40-23.2mm(两端余 量大，中间主体槽余量小)，进刀量和走刀的参数选择不好，容易造 成槽口张口太大，导致零件报废。目前航空发动机低压进气导向叶片 前缘扁槽的加工，工件的报废率非常高，高大50％以上，导致大量的 材料、设备、劳动浪费，加工制造成本成倍增加。如何解决低压进气 导向叶片前缘扁槽的加工，提高叶片加工的成功率，是航空发动机低 压进气导向叶片加工领域急待解决的一个技术难题。

发明内容

针对现有技术的航空发动机低压进气导向叶片前缘扁槽加工方 法存在的不足，本发明的目的旨在提供一种加工成功率高的航空发动 机低压进气导向叶片前缘扁槽加工方法，以解决航空发动机低压进气 导向叶片前缘扁槽加工产品合格率低的问题。

本发明所要解决的上述问题，可通过下述技术方案的航空发动机 低压进气导向叶片前缘扁槽加工方法来完成。

本发明提供的航空发动机低压进气导向叶片前缘扁槽加工方法， 其主要内容包括：

(1)用工装夹具夹持叶片的两端和叶片盆背面的中间叶型部分， 将叶片固定在铣床工作台面上；

(2)先用设有加大容屑槽、由主刃和位于主刃两侧的副刃构成 的三面刃铣刀进行开槽和主要加工量的粗加工，之后再用与槽底弧形 相匹配的弧形刃铣刀进行余量精铣加工，将扁槽加工至设计尺寸和形 状

(3)用三面刃铣刀开槽粗加工的第一次走刀的加工量不大于 3mm，其余每一次走刀的加工余量不大于6mm，用弧形刃铣刀进行余 量精加工一次走刀的加工量不大于3.5mm。

本发明进一步的技术方案，扁槽铣加工的铣削速度可控制在 20～40mm/min范围，最好是控制在28～32mm/min范围。

本发明进一步的技术方案，用三面刃铣刀开槽粗加工的一次走刀 加工量，最好是逐次增加，直至常规一次走刀的加工量。

本发明进一步的技术方案，最好用三面刃铣刀粗加工至距离槽设 计深度余量不大于3.5mm的深度，即精加工的余量控制在不大于 3.5mm，通过一次走刀完成扁槽的精加工。

本发明进一步的技术方案，最好是用联接为一体的工装夹具夹持 固定叶片两端和叶片盆背面中间叶型部分。

本发明提供的航空发动机低压进气导向叶片前缘扁槽加工方 法，是发明人在进行了大量的试验和大胆的探索，不断地改进加工工 艺方案、工装夹具和加工参数，最后才得以完成的。本发明的加工方 法，将原来用一种刃型的铣刀加工成型改为用两种刃型的铣刀加工成 型，主要加工量的粗加工用特别设计的三面刃铣刀完成，余量再用与 槽底弧形相匹配的弧形刃铣刀精铣加工完成，解决了现有技术加工过 程中的夹刀和打刀问题。叶片用联接为一体的工装夹具夹持固定叶片 两端和叶片盆背面中间叶型部分，在叶片叶型盆背增加三处压紧点， 将叶片固定在铣床工作台面上，解决了由叶片加工过程中产生的变形 引起的进气一侧边缘弯曲不直，以及加工过程中叶片颤动引起的打刀 等问题。结合本发明探索出的加工过程中走刀加工工艺参数，攻克了 航空发动机低压进气导向叶片前缘扁槽加工的难题，叶片加工合格率 由原来的50％提高到90％，得到了大大提高，避免了材料、设备、劳 动等大量的浪费，大大降低了叶片的加工制造成本。

本发明的研究成功，是对叶片类零件侧面上加工窄深槽技术的 突破，为航空发动机低压进气导向叶片前缘扁槽加工提供了一种有效 方法，也可广泛适用于在其它零件上加工槽宽不大于5mm、深宽比大 于10的窄深槽。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行进一步的具体描述。有必要在此指 出的是，实施例只用于对本发明做进一步的说明，不能理解为对本发 明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本 发明做出一些非本质的改进和调整进行具体实施，并不是一件困难问 题，但这样的具体实施方式应仍属于本发明的保护范围。

实施例1

加工的对象为某型号航空发动机低压进气导向叶片进气一侧叶 型边缘上的窄而深的扁槽，扁槽的宽2mm、深40mm、长470mm，扁槽 贯穿叶片进气一侧叶型边缘，整个槽口深度上的加工余量有40-23.2 mm(两端余量大，中间主体槽余量小)。

加工工艺如下；

(1)用相互联接为一体的工装夹具夹持叶片的两端和叶片盆背 面的中间叶型部分，将叶片固定在铣床工作台面上；

(2)先用设有加大容屑槽、由主刃和位于主刃两侧的副刃构成 的三面刃铣刀加工槽的两端，然后走刀5次进行整体槽的开槽和主要 加工量的粗加工，加工至主体槽深20.mm的深度，再用与槽底弧形相 匹配的弧形刃铣刀走刀一次进行余量精铣加工，将扁槽加工至设计尺 寸和形状；

(3)用设有大容屑槽、由主刃和位于主刃两侧的副刃构成的三 面刃铣刀开槽粗加工的工艺参数控制为：主体槽开槽粗加工的第一次 走刀进刀量为2mm，第二次走刀进刀量为4mm，第三次走刀进刀量为 5mm，第四次走刀的进刀量为5mm，第五次走刀进刀量为4mm；用 与槽底弧形相匹配的弧形刃铣刀走刀一次进行余量精铣加工，切削余 量是3.2mm。铣刀的铣削速度为30mm/min。