本發(fā)明涉及航空發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種高溫合金整體葉環(huán)葉片銑削加工方法。

背景技術(shù)：

整體葉環(huán)類零件是航空發(fā)動機上采用的新結(jié)構(gòu)零件，該高溫合金整體葉環(huán)零件由內(nèi)環(huán)、外環(huán)和葉片三部分構(gòu)成，零件的內(nèi)環(huán)和外環(huán)為薄壁結(jié)構(gòu)，葉片部位為典型的型腔結(jié)構(gòu)，且葉片之間沿軸向觀察相互遮擋，葉片間空間狹小，葉片進排氣邊轉(zhuǎn)接圓角半徑R為0.1～0.2mm，葉片和流道型面尺寸和形位公差要求嚴格，加工過程必須采用適合的工藝方法才能保證零件設(shè)計要求。該項整體葉環(huán)葉片銑削方法針對該類整體葉環(huán)零件，采用粗銑開槽—精銑葉片及流道型面的銑削方式，對粗銑開槽和精銑葉身及流道采用從進排氣端兩側(cè)進刀，各分兩個工步對接銑加工方式，粗銑加工余量為精銑預(yù)留0.5～0.7mm余量，粗銑加工采用普通端銑刀，精銑采用球頭縮頸錐銑刀，通過采用該工藝方法零件加工后表面質(zhì)量和形位公差滿足設(shè)計要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是針對航空發(fā)動機高溫合金整體葉環(huán)葉片銑削加工而開發(fā)，針對葉環(huán)類零件葉片沿軸向相互遮擋，葉片間距狹小，精銑時傳統(tǒng)球頭棒銑刀從葉環(huán)近排氣邊兩側(cè)進刀不可達，葉片加工后形位公差無法滿足設(shè)計要求而開發(fā)的，通過采用該項技術(shù)解決了高溫合金整體葉環(huán)零件的加工難題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種高溫合金整體葉環(huán)葉片銑削加工方法，該方法包括以下步驟：

1)選擇加工工序：

根據(jù)高溫合金整體葉環(huán)結(jié)構(gòu)和材料特點，選擇粗銑開槽，精銑葉片及流道型面兩個加工階段進行加工；

整體葉環(huán)銑加工工藝路線為：

進氣端粗銑開槽→排氣端粗銑開槽→精銑進氣端葉型及流道→精銑排氣端葉型及流道；

采用從進、排氣端兩側(cè)向中心分別進行加工，粗銑加工時進、排氣端各加工50％距離，精銑加工時從進氣端加工60％～70％距離，其余型面在排氣端進行加工；

2)根據(jù)整體葉環(huán)葉型的葉片長度、葉片的最大厚度，確定粗銑開槽后為精銑預(yù)留的加工余量；

當葉片長度小于40mm時，葉片最大厚度小于2mm，葉片間距小于10mm時，采用粗銑后留0.5～0.7mm非均勻加工余量；

當葉片長度在40mm～100mm之間，葉片最大厚度在2mm以上，葉片間距在10mm以上時，采用粗銑后留1mm～2mm非均勻加工余量；

3)選取刀具；

本方法由粗銑加工和精銑加工兩道工序構(gòu)成，在粗銑加工時選擇Φ6R0.5～Φ6R1.5的端銑刀進行加工；在精銑加工時選擇帶有縮頸的錐度球頭銑刀進行加工，球頭直徑為Φ5和Φ6，該刀具縮頸部位為刀具球頭直徑的80％，錐度部分半錐夾角為1.6°，刀柄長度與球頭直徑相同或相近，刀具長度要根據(jù)零件尺寸確定；

4)選取切削參數(shù)；

根據(jù)切削參數(shù)的選取首先確定刀具壽命保證刀具有足夠的切削壽命完成切削；切削參數(shù)根據(jù)粗銑、精銑加工方式選??；本高溫合金整體葉環(huán)粗銑時選擇切削速度為30～40m/min，刀具每齒進給0.03～0.05mm；精銑時選擇切削速度為40～50m/min，刀具每齒進給0.03～0.04mm；

5)選擇精銑加工工步：

根據(jù)高溫合金整體葉環(huán)結(jié)構(gòu)和材料特點，在精銑加工葉身及流道型面時，采用精銑進氣端葉型及流道和精銑排氣端葉型及流道兩個工序進行加工；

在進氣端型面的加工工序，步⑴：采用Φ6球頭縮頸錐度銑刀對零件進行半精銑加工，加工深度為流道長度的50％～70％，加工后余量為0.3～0.2mm；步⑵：采用Φ5球頭縮頸錐度銑刀對零件進行精銑加工，加工后零件表面雨量為0mm；步⑶：由于零件材料為高溫合金，因此增加該工步對零件型面進行光整加工，保證零件的形位公差和表面質(zhì)量；

同樣在排氣端型面的加工工序，步⑴：采用Φ6球頭縮頸錐度銑刀對零件進行半精銑加工，加工深度為剩余的流道長度，保證有流道長度0.5％的重疊，保證對接銑后零件表面無接刀，加工后余量為0.3～0.2mm；步⑵：采用Φ5球頭縮頸錐度銑刀對零件進行精銑加工，加工后零件表面余量為0mm；步⑶：由于零件材料為高溫合金，因此增加該工步對零件型面進行光整加工，保證零件的形位公差和表面質(zhì)量。

本發(fā)明的優(yōu)點是：目前，航空發(fā)動機壓氣機葉片靜子零件將會越來越多采用整體葉環(huán)結(jié)構(gòu)，該方法是一種可行有效地解決高溫合金整體葉環(huán)零件葉片加工的工藝方法，該方法可以保證加工后的零件具有良好的表面質(zhì)量和滿足設(shè)計要求的形位公差，該項技術(shù)也可應(yīng)用到復(fù)雜曲面深腔的銑削加工。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的兩側(cè)進刀加工示意圖。

圖2是本發(fā)明的整體葉環(huán)零件示意圖。

圖3是本發(fā)明的精銑刀具示意圖。

圖4是本發(fā)明的縮頸球頭刀具示意圖。

具體實施方式

結(jié)合說明書附圖1-4對本發(fā)明進一步詳細說明。

實施例

整體葉環(huán)零件為高溫合金材料，材料牌號為GH4169，葉環(huán)零件最大外側(cè)直徑尺寸：Φ530mm；最小內(nèi)側(cè)流道直徑尺寸：Φ460mm；零件厚度為30mm；葉片的最大弦寬尺寸：40mm；葉片總數(shù)：130片；相鄰葉片最小間距：約9mm；葉環(huán)內(nèi)外環(huán)厚度為2～5mm；葉片長度約30～33mm；葉片與內(nèi)外流道轉(zhuǎn)接RR2.5mm。零件示意圖如下圖所示。

按照上述步驟進行加工：

步驟1：制定加工工序

該型整體葉環(huán)銑加工工藝路線為：進氣端粗銑開槽→排氣端粗銑開槽→精銑進氣端葉型及流道→精銑排氣端葉型及流道共四道加工工序進行加工，粗銑加工時首先在進氣端開始加工，加工深度為流道長度的55％，其余長度材料在排氣端粗銑開槽工序中進行加工；精銑加工時首先從進氣端加工深度為流道長度70％，其余型面在精銑排氣端葉型及流道工序進行加工。

2)確定葉型的粗銑后的余量:

該零件采用粗銑后留0.5～0.7mm非均勻加工余量。

3)選擇加工刀具：

該零件在粗銑加工時選擇Φ6R1.5的端銑刀，長度為80mm；在精銑加工時選擇如下圖所示的帶有縮頸的2種錐度球頭銑刀進行加工。第一種：球頭直徑為Φ5，縮頸部位直徑Φ4，錐度部分半錐夾角為1.6°，刀柄直徑Φ6，刀具長度80mm；第二種：球頭直徑Φ6，縮頸部位直徑Φ4.8，錐度部分半錐夾角為1.6°，刀柄直徑Φ6，刀具長度80mm。

4)選取切削參數(shù)：

本高溫合金整體葉環(huán)粗銑時選擇切削速度為30～40m/min，采用4齒刀具，刀具每齒進給0.03～0.05mm；精銑時選擇切削速度為40～50m/min，采用4齒刀具，刀具每齒進給0.03～0.04mm。

5)選擇精銑加工工步：

本高溫合金整體葉環(huán)，采用精銑進氣端葉型及流道和精銑排氣端葉型及流道兩個工序進行加工。在進氣端型面加工工序，步⑴：采用Φ6球頭縮頸錐度銑刀對零件進行半精銑加工，加工深度為流道長度的70％，加工后余量為0.25mm；步⑵：采用Φ5球頭縮頸錐度銑刀對零件進行精銑加工，加工后零件表面余量為0mm；步⑶：采用Φ5球頭縮頸錐度銑刀對零件型面進行光整加工。同樣在排氣端型面的加工工序，步⑴：采用Φ6球頭縮頸錐度銑刀對零件進行半精銑加工，加工深度為剩余的流道長度，保證流道重疊長度為0.15mm，加工后余量為0.25mm；步⑵：采用Φ5球頭縮頸錐度銑刀對零件進行精銑加工，加工后零件表面余量為0mm；步⑶：采用Φ5球頭縮頸錐度銑刀對零件型面進行光整加工。

該方法針對高溫合金整體葉環(huán)零件結(jié)構(gòu)和材料特點，采用粗銑開槽工序與精銑葉片及流道型面工序的銑削方式，對粗銑開槽和精銑葉身及流道采用從葉環(huán)進排氣端兩側(cè)進刀，各分兩個工步對接銑加工方式，粗銑加工采用整體硬質(zhì)合金端銑刀，精銑加工采用帶有縮頸的球頭錐銑刀，選擇合理銑削加工參數(shù)和加工工步加工整體葉環(huán)，滿足整體葉環(huán)零件的加工需求。

以上就是采用本加工工藝方法加工高溫合金整體葉環(huán)零件的加工步驟，加工后的零件能夠滿足設(shè)計要求。