一種渦輪導向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種渦輪導向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法，根據(jù)各種設備加工氣膜孔的特點及葉片的外形結構，選取多軸電火花加工錐形氣膜孔。設備選定后，設計并制造專用電極導套及專用夾具。加工時，采用多軸電火花機床選用φ0.8和φ0.55的電極引導裝置完成φ0.8和φ0.55微孔加工,然后更換φ1.5的電極及電極的引導裝置,調(diào)用原來的微孔加工程序，開始加工錐形氣膜孔。錐形電極加工錐形氣膜孔的過程中，錐形段不斷放電被消耗，為了降低專用電極的成本，不用更換電極，直接在多軸電火花機床上，將電極的正負極調(diào)換，對電極損耗的錐形段進行修整，直到錐形電極的長度尺寸不可修為止。

Precision machining method of conical air film hole of turbine guide vane

The invention discloses a precise processing method of a conical air film hole of a turbine guide blade. According to the characteristics of the gas film hole processed by various equipment and the shape structure of the blade, a multi shaft electric spark is adopted to process the conical gas film hole. After the equipment is selected, the special electrode guide sleeve and special clamp are designed and manufactured. When processing, the use of multi axis EDM machine tool selection and phi 0.8 Phi 0.55 electrode guide device to complete the phi 0.8 and phi 0.55 micro processing, guiding device and changing the electrode and electrode 1.5, call the original micro processing procedures, start processing conical holes. The process of conical electrode machining conical film hole in the conical section continuous discharge is consumed, in order to reduce the cost of the special electrode, without changing the electrode directly in the multi axis EDM, the electrode polarity change, tapered section on electrode wear were trimmed, until the cone shaped electrode length cannot be repaired so far.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種渦輪導向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法
本專利技術屬于渦輪導向葉片加工領域，具體地涉及航空渦輪導向葉片異形氣膜微孔精密加工，提出對某高壓渦輪導向葉片加工錐型氣膜孔的方法。
技術介紹
某型發(fā)動機高壓渦輪導向葉片有兩聯(lián)體和三聯(lián)體兩種結構，均由大安裝板、葉身、小安裝板組成。葉片屬熔模精密鑄造等軸晶復雜氣冷空心葉片。三聯(lián)高壓渦輪導向葉片葉身有氣膜孔309個、安裝板有氣膜孔42個。其中129個需要加工成錐形氣膜孔，葉身微孔的孔徑為0.80+0.06mm，安裝板孔徑為0.550+0.06mm。設計圖要求在高壓渦輪導向葉片葉身盆向、背向和大、小安裝板流道面加工錐形氣膜孔，此氣膜孔的加工程序為：先加工出圓柱形微孔，然后將圓柱形微孔的流道面一側(cè)加工成錐形，錐度為20°（見圖1、圖2、圖3）。錐形氣膜孔的加工在我公司屬首次，在我國航空渦輪葉片微孔加工行業(yè)此技術也是空白。該葉片在生產(chǎn)過程中，由于加工錐形氣膜孔的難度特別大，且沒有可借鑒的相關經(jīng)驗，導致葉片加工無法進行，生產(chǎn)停滯，交付節(jié)點一拖再拖，給公司造成了巨大的經(jīng)濟損失。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提供一種渦輪導向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法，是為了解決該高壓渦輪導向葉片葉身、安裝板錐形氣膜孔的加工技術瓶頸,填補國內(nèi)航空渦輪葉片錐形微孔加工的空白,確保葉片按時交付。本專利技術的目的及解決其主要技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的：一種渦輪導向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法，采用電火花小孔機床加工錐形孔，選用現(xiàn)有φ1.5、φ0.8、φ0.55的電極，同時利用現(xiàn)有的專用工夾具，加工方案如下：(1)選擇加工方式選取電火花微孔機床加工錐形氣膜孔;(2)設計制造專用電極導套電極導套制造方法：a.選取合理的材料,如不銹鋼，下料φ15×50;b.加工電極導套的夾持部位，尺寸為φ12×30圓柱，并在中心鉆孔φ5.2的孔;c.對φ5.2的內(nèi)孔進行攻絲，內(nèi)螺紋的深度為15mm;d.選取φ6×40內(nèi)孔為φ4的不銹鋼管作為引導裝置，將不銹鋼管的長度制作一樣長;e.在不銹鋼管的一端進行時加工M6×10外螺紋，另一端鑲嵌直徑為φ3mm-φ0.2mm的微孔引導塊;f.將不銹鋼管引導裝置的螺紋選入到夾持部位φ12×30圓柱內(nèi),電極的導套制作完成；(3)專用夾具的裝夾定位根據(jù)設備、葉片特點及錐形微孔的要求，利用六點定位系統(tǒng)和壓緊裝置，完成葉片的定位；(4)電極導套的固定將制作好的電極導套的夾持部，固定在機床上，并選擇φ0.8、φ0.55和φ1.5的引導裝置，利用螺紋固定在夾持部位；(5)圓柱形微孔加工通過零件三維造型用三坐標測量機床確定首孔和末孔的孔位置，再用多軸電火花機床將電極調(diào)整到相應的孔的角度，選擇打微孔的引導裝置，編制程序，加工直徑為0.8mm和0.55mm的圓柱形微孔；(6)圓錐形氣膜孔加工更換φ1.5的引導裝置，用裝夾好的φ1.5電極，在機床上反極性返修電極的錐度，然后采用原來打孔的程序，進行錐形氣膜孔的加工，保證了加工的錐形孔和微孔位置一致，避免了對孔的誤差。所述夾具包括底板1、球頭定位銷2、定位銷3、下套筒4、下壓板5、上壓板6、上套筒7、長柱定位銷8、緊定螺釘9、雙頭螺釘10、彈簧11、蝶形螺母12。本專利技術專利與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術方案可知，本專利技術通過大量的論證分析和試驗，終于摸索出此種錐形孔的加工技術，從而解決了該高壓渦輪導向葉片葉身、安裝板錐形氣膜孔的加工技術難題,確保葉片按時交付，為公司創(chuàng)造新的經(jīng)濟增長點，同時填補了我國航空渦輪葉片微孔加工行業(yè)該項技術的空白。通過在電火花小孔機床上加工錐型孔，提出了一種新的加工方法，利用反極性返修電極的錐度，易于操作，方便快捷，提高電極的利用率，減少了電極的浪費，保證了加工錐型孔的質(zhì)量，節(jié)約了電極的加工成本，避免了對孔的誤差，提高了加工的效率。附圖說明圖1是葉片輪廓示意圖，圖2是圖1的放大錐形氣膜孔尺寸示意圖，圖3是圖1的放大錐形氣膜孔尺寸示意圖，圖4是電極導套制作示意圖，圖5電極導套的夾持部位示意圖，圖6是電極導套的引導裝置示意圖，圖7-1是夾具示意圖，圖7-2是圖7-1的俯視圖，圖7-3是圖7-1的左視圖，圖8-1是夾具裝夾示意圖，圖8-2是圖8-1的T向視圖，圖9是微孔加工示意圖，圖10是錐形氣膜孔加工示意圖，圖11是圖10放大的錐形氣膜孔加工微觀圖，圖12是錐形氣膜孔外觀1，圖13是錐形氣膜孔外觀2。圖中標記：1.底板，2.球頭定位銷，3.定位銷，4.下套筒，5.下壓板，6.上壓板，7.上套筒，8.長柱定位銷，9.緊定螺釘，10.雙頭螺釘，11.彈簧，12.蝶形螺母。具體實施方式以下結合附圖和較佳實施例，對依據(jù)本專利技術提出的一種渦輪導向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法具體實施方式、特征及其功效，詳細說明如后。參見圖4-11，根據(jù)各種設備加工氣膜孔的特點及葉片的外形結構，選取多軸電火花加工錐形氣膜孔。設備選定后，設計并制造專用電極導套（見圖4）及專用夾具（見圖7）。加工時，采用多軸電火花機床選用φ0.8和φ0.55的電極引導裝置完成φ0.8和φ0.55微孔加工,然后更換φ1.5的電極及電極的引導裝置,調(diào)用原來的微孔加工程序，開始加工錐形氣膜孔。錐形孔外觀（圖12、13）。錐形電極加工錐形氣膜孔的過程中，錐形段不斷放電被消耗，為了降低專用電極的成本，不用更換電極，直接在多軸電火花機床上，將電極的正負極調(diào)換，對電極修整損耗的錐形段，直到錐形電極的長度尺寸不可修為止。具體的加工步驟為：（1）首先設計電極導套；（2）將葉片定位在專用夾具上；（3）先加工φ0.8和φ0.55微孔；（4）更換φ1.5的電極導套的引導裝置；（5）將電極的加工部位反極性返修電極錐度；（6）調(diào)用加工微孔位的程序；（7）加工錐型孔；（8）再返修1次電極錐度；（9）再加工錐型孔；這樣依次循環(huán)加工，既確保錐形孔的位置，減少了電極的更換，減少了人工返修電極的成本，提高了加工效率。具體實施例該渦輪導向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法，采用電火花小孔機床加工錐形孔，選用現(xiàn)有φ1.5、φ0.8、φ0.55的電極，此電極既要保證微孔加工尺寸的精度、表面粗糙度，還要保證加工效率;同時利用現(xiàn)有的專用工夾具，才能加工滿足設計要求的錐形氣膜孔,加工方案如下：(1)選擇加工方式根據(jù)各種加工方式的特點及葉片的外形結構，通過討論分析，現(xiàn)場多次試加工驗證，排除磨削加工和鉆削加工等方式，選取電火花微孔機床加工錐形氣膜孔;(2)設計制造專用電極導套根據(jù)點火花微孔設備及葉片的外形結構特點，設計的專用電極導套既要保證錐形孔的位置度，又保證錐形孔的尺寸要求，通過現(xiàn)場多次試加工的表現(xiàn)及數(shù)據(jù)，不斷更換材料、改進專用電極導套的外形和尺寸，經(jīng)過多次實驗，最終確定了某種材料，并將其加工成所需的電極導套（見圖4），此電極導套的制作難度很大，使用標準極高，從而保證更換導套時長度一致和位置準確。電極導套制造方法：a.選取合理的材料,如不銹鋼，下料φ15×50;b.加工電極導套的夾持部位，尺寸為φ12×30圓柱，并在中心鉆孔φ5.2的孔;（見圖5）c.對φ5.2的內(nèi)孔進行攻絲，內(nèi)螺紋的深度為15mm;d.選取φ6×40內(nèi)孔為φ4的不銹鋼管作為引導裝置，將不銹鋼管的長度制作一樣長;（見圖6）e.在不銹鋼管的一端進行時本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種渦輪導向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法，其特征在于：采用電火花小孔機床加工錐形孔，選用現(xiàn)有φ1.5、φ0.8、φ0.55的電極，同時利用現(xiàn)有的專用工夾具，加工方案如下：(1)選擇加工方式選取電火花微孔機床加工錐形氣膜孔；(2)設計制造專用電極導套電極導套制造方法：a.選取合理的材料,如不銹鋼，下料φ15×50；b.加工電極導套的夾持部位，尺寸為φ12×30圓柱，并在中心鉆孔φ5.2的孔；c.對φ5.2的內(nèi)孔進行攻絲，內(nèi)螺紋的深度為15mm；d.選取φ6×40內(nèi)孔為φ4的不銹鋼管作為引導裝置，將不銹鋼管的長度制作一樣長；e.在不銹鋼管的一端進行時加工M6×10外螺紋，另一端鑲嵌直徑為?φ3mm?φ0.2mm的微孔引導塊；f.將不銹鋼管引導裝置的螺紋選入到夾持部位φ12×30圓柱內(nèi),電極的導套制作完成；(3)專用夾具的裝夾定位根據(jù)設備、葉片特點及錐形微孔的要求，利用六點定位系統(tǒng)和壓緊裝置，完成葉片的定位；(4)電極導套的固定將制作好的電極導套的夾持部，固定在機床上，并選擇φ0.8、φ0.55和φ1.5的引導裝置，利用螺紋固定在夾持部位；(5)圓柱形微孔加工通過零件三維造型用三坐標測量機床確定首孔和末孔的孔位置，再用多軸電火花機床將電極調(diào)整到相應的孔的角度，選擇打微孔的引導裝置，編制程序，加工直徑為0.8mm和0.55mm的圓柱形微孔；(6)圓錐形氣膜孔加工更換φ1.5的引導裝置，用裝夾好的φ1.5電極，在機床上反極性返修電極的錐度，然后采用原來打孔的程序，進行錐形氣膜孔的加工，保證了加工的錐形孔和微孔位置一致，避免了對孔的誤差。...

【技術特征摘要】
1.一種渦輪導向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法，其特征在于：采用電火花小孔機床加工錐形孔，選用現(xiàn)有φ1.5、φ0.8、φ0.55的電極，同時利用現(xiàn)有的專用工夾具，加工方案如下：(1)選擇加工方式選取電火花微孔機床加工錐形氣膜孔；(2)設計制造專用電極導套電極導套制造方法：a.選取合理的材料,如不銹鋼，下料φ15×50；b.加工電極導套的夾持部位，尺寸為φ12×30圓柱，并在中心鉆孔φ5.2的孔；c.對φ5.2的內(nèi)孔進行攻絲，內(nèi)螺紋的深度為15mm；d.選取φ6×40內(nèi)孔為φ4的不銹鋼管作為引導裝置，將不銹鋼管的長度制作一樣長；e.在不銹鋼管的一端進行時加工M6×10外螺紋，另一端鑲嵌直徑為φ3mm-φ0.2mm的微孔引導塊；f.將不銹鋼管引導裝置的螺紋選入到夾持部位φ12×30圓柱內(nèi),電極的導套制作完成；(3)專用夾具的裝夾定位根據(jù)設備、葉片特點及錐形微孔的要求，利用六點定位系統(tǒng)和壓緊裝置，完成葉片的...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張愛民，龍尚勇，許亮，袁光強，凡進軍，汪立，代祥勇，
申請(專利權)人：貴陽中航動力精密鑄造有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：貴州,52