[发明专利]一种整体叶盘叶片分段刚性铣削工艺

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机整体叶盘数控加工技术，特别提供了一种整体 叶盘叶片分段刚性铣削工艺。

背景技术

整体结构叶盘是国际上第四代航空发动机上采用的关键零件，在发动 机低压压气机和高压压气机各级均采用整体叶盘结构，国际上广泛采用五 坐标数控铣削的加工方法，由于叶片为长悬臂结构，叶片薄等特点，加工 过程中极易产生变形，如何控制叶片变形量在设计允许范围内是制造整体 叶盘的难点。

发明内容

本发明的目的是防止整体叶盘加工过程中叶片变形，特提供了一种整 体叶盘叶片分段刚性铣削工艺。

本发明提供了一种整体叶盘叶片分段刚性铣削工艺，其特征在于：所 述的整体叶盘叶片分段刚性铣削工艺中，首先采用粗铣的办法去除叶片流 道间的大部分材料，保证在叶片表面均匀留有1mm～2mm余量，然后对叶 片进行分段、分层铣削，根据叶片悬出长度每段的长度在15mm～20mm范 围内，每段区域内分为半精铣和精铣两种加工方式。

每段半精铣为精铣均匀留0.2mm～0.5mm的加工余量，待每段半精铣 和精铣加工完成后再继续加工下一段。

所述的整体叶盘毛坯采用的是锻造毛坯。

因为分段后未加工叶片保留有材料，所以具有一定的刚性支撑作用， 因此会很好的控制叶片的变形量。每段加工时刀具悬出长度计算方法为： 每段铣削长度加10mm到20mm加上已经加工完的叶片长度，该计算方法 的结果为合理刀具的长度。增加了刀具的刚性，当叶片悬出长时刀具悬出 短，反之叶片悬出短时刀具悬出长，使整个加工工艺系统具有良好的刚性， 会减少叶片的变形量。

所述的整体叶盘叶片分段刚性铣削工艺采用的刀具为整体硬质合金球 头铣刀。

整体结构叶盘在国际上绝大部分加工手段是五坐标数控铣削成型，在 五坐标数控加工中合理控制叶片变形量是必须解决的技术难题，本发明就 是针对整体叶盘叶片变形而提出的，采用本发明将会使整体叶盘叶片控制 在合理的范围内，是整体叶盘制造过程中的关键技术。

本发明针对整体叶盘长悬臂叶片变形难题，根据加工工艺系统的结构 特点，采用分段刚性支撑的办法，保证了叶片变形在合理的范围内，整体 叶盘叶片加工过程中采用半精铣、精铣分段组合的办法，既每段内分为半 精铣和精铣两个工步，加工完一段后再加工下一段。叶片悬出长度每段控 制在15mm～20mm范围内，采用上述的分段方法和刀具悬出长度，根据叶 片分段刚性支撑的原理就能够实现整体叶盘叶片变形量控制在合理范围 内。本发明的原理图见图1所示。

本发明的优点：

整体叶盘叶片分段刚性铣削技术将被广泛采用，该工艺也可应用到其 它薄板长悬臂零件铣加工变形控制中。在研制铝合金、不锈钢和钛合金多 种型号整体叶盘中广泛采用，实践证明该项技术是航空发动机整体结构叶 盘加工成型的关键技术，提高加工效率，减少了因控制变形而增加的返修 工作量和五坐标数控机床占用时间，产生的很大的经济效益。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为工艺原理示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种整体叶盘叶片分段刚性铣削工艺，其特征在于： 所述的整体叶盘叶片分段刚性铣削工艺中，首先采用粗铣的办法去除叶片 流道间的大部分材料，保证在叶片表面均匀留有1mm余量，然后对叶片进 行分段、分层铣削，根据叶片悬出长度每段的长度在15mm范围内，每段 区域内分为半精铣和精铣两种加工方式。

每段半精铣为精铣均匀留0.2mm的加工余量，待每段半精铣和精铣加 工完成后再继续加工下一段。

所述的整体叶盘毛坯采用的是锻造毛坯。

因为分段后未加工叶片保留有材料，所以具有一定的刚性支撑作用， 因此会很好的控制叶片的变形量。每段加工时刀具悬出长度计算方法为： 每段铣削长度加10mm，该计算方法的结果为合理刀具的长度。增加了刀 具的刚性，当叶片悬出长时刀具悬出短，反之叶片悬出短时刀具悬出长， 使整个加工工艺系统具有良好的刚性，会减少叶片的变形量。

所述的整体叶盘叶片分段刚性铣削工艺采用的刀具为整体硬质合金球 头铣刀。

实施例2