双胞胎叶片T型叶根车改铣的工艺流程分析

付甜甜 吴根红

摘要：重新拟订工艺流程，设计加工中心铣叶根通用夹具，编制数控加工程序，将双胞胎叶片T型叶根车改铣。既可降低工装费用，又可缩短工艺准备时间。

关键词：圆弧面;叶根装配;叶根两侧;两肩

0  引言

目前车间生产部分双胞胎叶片，由两片叶片通过焊接方法连接在一起，结构如图1所示，叶根型式一般为T型，叶根装配部分为圆弧面，要求进出汽边高度差不大于0.02。

1  现有加工工艺

现有工艺流程安排为：铣磨六方—粗精铣内弧—粗精铣汽道背弧—粗精铣装配背弧—铣焊接坡口—钳修抛光—检验—转焊接—磨进出汽边基准—车叶根—钳修叶根—检验入库。

叶根安排为车加工，需要根据叶根圆弧直径大小设计专用车夹具，夹具制造周期长、费用高、通用性低。加工时，叶片按夹具一周分组装夹，当叶片数量不够一组时就无法加工。另外由于叶片车间没有大的车床需要转到部套车间加工，对车床操作人员技能要求高。

2  重新拟订工艺流程

为了降低生产成本，提高效率，现准备改用数控铣加工的方式加工双胞胎叶片叶根。

根据铣加工特点，重新拟订工艺流程：铣磨六方（叶片进、出汽边留0.2mm焊后加工余量）—粗铣叶根（根据叶根圆弧大小，所有面留大于0.5mm余量）—粗精铣内弧（件1留0.5mm焊后加工余量）—粗精铣汽道背弧—粗精铣装配背弧（件2留0.5mm焊后加工余量）—铣焊接坡口—钳修抛光—检验—转焊接—磨进、出汽边基准—精铣内、背弧装配面—数控精铣叶根—钳修叶根—检验入库。

根据新的工艺流程，需要设计加工中心铣叶根通用夹具和叶根粗、精铣刀，编制数控加工程序。

2.1 叶根粗加工

利用現有叶根加工夹具，根据叶根型式和叶根圆弧大小设计成型粗铣刀，按直线加工，单边最小留0.5mm余量精加工。（图2）

2.2 叶根精加工

叶根加工要求如图3所示，从图3中分析可知，叶根槽宽和颈部公差带只有0.04mm，两肩为圆弧面，高低偏差不大于0.02mm，相对位置、尺寸精度要求高，必须从加工设备、刀具、夹具、工艺方案等方面进行综合考虑。

选用设备：由于叶根两肩为圆弧面，普通机床无法实现圆弧轨迹加工，所以选用立式数控加工中心;

选用刀具：带R角的整体硬质合金立铣刀;

加工原理：通过数控程序来保证所需加工的尺寸;

由于需要加工叶根两侧，叶片需要翻身才能完成，制订以下两种工艺方案。

工艺方案1：二次装夹完成叶根两侧槽加工。

校正夹具，以内弧、进汽边和叶冠定位，加工出汽侧叶根槽及叶根端面;叶片翻身装夹，以出汽边，内弧定位，为保证叶根两肩高低偏差不大于0.02mm，以出汽边已加工的一肩定位，加工进汽边叶根槽。该方案夹具设计简单，可以利用现有工装改制。如图4所示。

工艺方案2：利用加工中心转台实现叶片翻身完成叶根两侧槽加工。

车间小巨人数控加工中心自带数控转台，在转台上设计新工装，利用转台自动旋转一次装夹完成叶根加工，叶根颈部和两肩尺寸由机床精度保证。夹具如图5所示。

夹具一端通过连接盘用螺栓连接在机床转台上，另一端有过转盘中心的中心孔，用机床顶针顶紧，转动转台，校正夹具两个加工位置。叶片以出汽边平面，叶片内弧为基准定位在夹具上。为避免加工时机床主轴与转台干涉，夹具需设计较长。

通过两种方案的试加工，对比如下：

方案1：一般叶片进、出汽边工序尺寸公差（-0.03～0），而叶根颈部尺寸公差（-0.06～-0.02），由于要二次装夹，分别以进、出汽边不同的面定位存在定位累积误差。为减小误差，保证叶根颈部尺寸，需要对进、出汽边工序尺寸进行分类再加工叶根。

方案2：叶片一次装夹，利用转台完成叶片翻身，叶根尺寸有机床精度保证，减小工序间装夹累积误差，节省工件调整时间。由于机床上的顶针为机械式，长时间使用有磨损，在调整时发现顶针中心与转台中心有偏差，必须先校正转台和顶针的回转中心一致。

3  总结

经过以上探索发现，因为减小叶根数控加工余量，在叶片焊接前叶根已粗加工，要求焊接变形和误差控制在0.5～1mm内。叶根槽两侧R角不一致，需要两种带R角的整体硬质合金铣刀和一把45°倒角铣刀，减少了车加工工装准备。

参考文献：

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